Nghiên cứu xử lý nước phát thải dệt nhuộm theo phương pháp oxy hóa nâng cao bằng h2o2 có sử dụng một số hệ xúc tác đồng thể oxy hóa khử

LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Phạm
Hồng Liên, người đã luôn quan tâm động viên, giúp đỡ và tận tình hướng dẫn
em hoàn thành luận văn này.
Em xin cảm ơn tới các thầy cô trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
đặc biệt là các thầy cô trong Viện Khoa học và Công nghệ môi trường đã nhiệt
tình giúp đỡ em trong quá trình học tập.
Cuối cùng em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, người thân đã
giúp đỡ ủng hộ và động viên em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2011
Học viên
Ngô Thị Vân Anh


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu xử lý nước
thải dệt nhuộm theo phương pháp oxy hóa nâng cao bằng H2O2 có sử dụng một
số hệ xúc tác đồng thể oxy hóa khử” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của TS.
Nguyễn Phạm Hồng Liên. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân,
tổ chức nào. Các số liệu, kết quả trong luận văn đều do tôi làm thực nghiệm, xác
định và đánh giá.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày
trong Luận văn này.
Hà Nội, ngày 25 tháng 3 năm 2011
HỌC VIÊN

Ngô Thị Vân Anh

ii 

Chương 1. MỞ ĐẦU
Ô nhiễm môi trường nói chung là vấn đề đang được các quốc gia quan tâm.
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nền kinh tế Việt Nam đã có
nhiều khởi sắc, đời sống nhân dân dần được cải thiện. Tuy nhiên sản xuất công
nghiệp, thủ công nghiệp tăng trưởng sẽ thải ra môi trường nhiều chất thải gây ô
nhiễm môi trường nước, không khí và đất.
Một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường đó
là ngành công nghiệp dệt nhuộm. Đây là một trong những ngành công nghiệp
truyền thống chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Ngày nay sản
phẩm ngành dệt nhuộm không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn là mặt hàng
có chỗ đứng trên thế giới. Tuy nhiên, với công nghệ lạc hậu, thiết bị không đồng bộ,
chắp vá, phần lớn nhập từ Trung Quốc, Đài Loan hoặc tự chế tạo gia công trong
nước, không có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh nếu có thì phần lớn khi đưa
vào hoạt động không đem lại hiệu quả cao. Chính điều này đã gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng. Trong các công đoạn của quá trình dệt nhuộm thì khâu nhuộm
là gây ô nhiễm tới môi trường nhiều nhất, đặc biệt là môi trường nước do dùng
nhiều hoá chất với dư lượng tương đối cao. Nước thải dệt nhuộm có hàm lượng chất
hữu cơ và độ màu cao. Đây là những vấn đề mà các nhà quản lý môi trường, các
nhà công nghệ cần quan tâm, nghiên cứu các phương pháp xử lý thích hợp. Trước
những nhu cầu cần thiết đó, nhiều phương pháp xử lý nước thải công nghệ dệt
nhuộm được đặt ra và triển khai thực tế, mang lại những kết quả nhất định. Xử lý
nước thải dệt nhuộm là một vấn đề nổi cộm không những ở Việt Nam mà còn các
nước khác trên thế giới.
Ngày nay bên cạnh các công nghệ xử lý nước truyền thống thì các quá trình
oxy hoá nâng cao đã và đang là giải pháp không thể thiếu được trong việc xử lý các
chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, khó hoặc không phân huỷ sinh học hiện diện trong
nguồn nước ngầm, nước mặt, nước thải đô thị và công nghiệp với nồng độ từ thấp
đến cao.
1

Để góp phần vào công tác bảo vệ môi trường cũng như đảm bảo an toàn cho
môi sinh, giúp các nhà máy dệt nhuộm có phương pháp xử lý nước thải hiệu quả
nhất trước khi thải ra môi trường, trong luận văn này tôi đã nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm theo phương pháp oxy hóa nâng cao
bằng H2O2 có sử dụng một số hệ xúc tác đồng thể oxy hóa khử”
+ Mục đích của đề tài
- Tối ưu hóa các điều kiện để xử lý nước thải sau keo tụ bằng oxy hóa H2O2
với xúc tác phức [Mn(Lm)HCO3]
- Tối ưu hóa các điều kiện xử lý nước thải sau keo tụ và Aeroten bằng oxy
hóa H2O2 xúc tác phức [Mn(Lm)HCO3]
- Ngoài ra với các xử lý khác: Nhằm so sánh hiệu quả và tính khả thi của xử
lý với các phương pháp này: Quá trình oxy hóa H2O2 xúc tác phức [Mn(DETA)],
quá trình oxy hóa Fenton.
+ Nội dung của luận văn
Luận văn bao gồm 5 chương được trình bày như sau:
Chương 1. Đặt vấn đề
Chương này trình bày về lý do chọn đề tài, cũng như nội dung và mục đích
của đề tài.
Chương 2. Tổng quan về các loại thuốc nhuộm, nước thải công nghệ dệt nhuộm và
phương pháp xử lý
Chương này trình bày về đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm, các
phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm và lý thuyết quá trình oxy hóa nâng cao.
Chương 3. Phương pháp nghiên cứu
Chương này trình bày tổng quan về phương pháp nghiên cứu: Mô hình và
quy trình nghiên cứu keo tụ, quy trình nghiên cứu quá trình hiếu khí, quy trình
nghiên cứu quá trình xử lý bằng phức và phân tích tại phòng thí nghiệm.
Chương 4. Kết quả và thảo luận
Trình bày kết quả nghiên cứu và đánh giá hiệu quả xử lý keo tụ, xử lý nước

thải sau keo tụ và aeroten bằng oxy hóa H2O2 xúc tác phức [Mn(Lm)HCO3], xử lý
2


nước thải sau keo tụ bằng oxy hóa H2O2 xúc tác phức [Mn(Lm)HCO3],
[Mn(DETA)] và xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton.
Chương 5. Kết luận

3


Chương 2. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI THUỐC NHUỘM, NƯỚC THẢI
CÔNG NGHỆ DỆT NHUỘM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.1. NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
2.1.1. Công nghệ dệt nhuộm và nguồn phát sinh chất thải
Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng
nhiều loại hình công nghệ khác nhau. Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng
nhiều chủng loại nguyên vật liệu, hoá chất khác nhau. Thông thường công nghệ dệt
nhuộm gồm ba quá trình cơ bản:
- Kéo sợi
- Dệt vải và xử lý (nấu tẩy)
- Nhuộm và hoàn thiện vải.
Trong đó được chia thành các công đoạn như sau:
* Quá trình kéo sợi: Máy móc được trang bị trong các nhà máy kéo sợi ở Việt Nam
được sản ở Trung Quốc và các nước Châu Âu.
* Quá trình dệt vải và xử lý: Quá trình dệt vải đó là quá trình kết hợp sợi ngang và
sợi dọc để hình thành tấm vải mộc. Quá trình dệt vải và xử lý bao gồm các công
đoạn sau:
Trong quá trình giũ hồ: Tách các thành phần bám trên vải mộc bằng phương
pháp enzym (1% enzym, muối và các chất ngấm) hoặc axit (dung dịch axit sunfuric

0,5%). Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa
sang nấu tẩy.
Quá trình nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ
sợi như dầu mỡ, sáp… sau khi nấu vải vải có độ mao dẫn và khả năng thấm ướt khá
cao, hấp thụ hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn. Vải được
nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 ÷ 3 at) và nhiệt độ
cao (120 ÷130 0C), sau đó vải được giặt nhiều lần.
Trong quá trình làm bóng vải các sợi cotton sẽ trương nở, làm tăng kích
thước các mao quản giữa các mạch phân tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm
4


nước, sợi bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm. Làm bóng vải bông
thường bằng dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 ÷ 300 g/l ở nhiệt độ thấp từ 10 ÷
20 oC, sau đó vải được giặt nhiều lần. Đối với vải nhân tạo không cần làm bóng.
Quá trình tẩy trắng: Để tẩy các màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn,
làm cho vải trắng đúng yêu cầu chất lượng. Các chất tẩy thường dùng natri clorit
NaClO2, natri hypoclorit NaOCl hoặc hydro peroxit H2O2 cùng với các chất phụ trợ.
Riêng với các mặt hàng len, tơ lụa và các loại vải có nguồn gốc từ thực vật thì sử
dụng H2O2 là hiệu quả nhất tránh dùng NaOCl. H2O2 ở dạng không phân ly sẽ có
tác dụng tẩy tốt nhất trong môi trường kiềm tính. NaOCl có tác dụng tẩy tốt ở điều
kiện pH = 9 ÷ 11,5 và NaClO2 có tác dụng tẩy tốt ở điều kiện pH = 3,5÷ 4. Tẩy vải
bằng H2O2 sẽ giảm ô nhiễm môi trường trong nước. Khi dùng các chất tẩy và hợp
chất chứa clo sẽ làm tăng hàm lượng AOX (hợp chất halogen hữu cơ dễ hấp thụ)
của nước thải.
* Quá trình nhuộm và hoàn thiện
Nhuộm và hoàn thiện vải tạo ra các màu sắc khác nhau của vải. Trong quá
trình nhuộm vải thường dùng chủ yếu là các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với
các hóa chất trợ nhuộm để tạo sự gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn
vào vải và đi vào nước thải chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Công nghệ

nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu cầu. Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể
ở dạng tan hoặc dạng phân tán. Quá trình nhuộm xảy ra theo 4 bước:
- Di chuyển các phần tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi
- Gắn màu vào bề mặt sợi
- Khuyếch tán màu vào trong bề mặt sợi
- Cố định màu vào sợi
Độ gắn màu vào sợi của các loại thuốc nhuộm là rất khác nhau, tỷ lệ màu gắn
vào sợi khoảng 50 ÷ 98 %, phần còn lại sẽ đi vào nước thải. Để tăng hiệu quả của
quá trình nhuộm các hóa chất được sử dụng như các loại axit H2SO4, CH3COOH,
các muối sunfat natri, muối amon, các chất cầm màu như syntephix, tinofix.

5


In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc
vải màu. Hồ in là một hỗn hợp gồm các loại thuốc nhuộm ở dạng hòa tan hay
pigment dung môi. Các lớp thuốc nhuộm dùng cho in như: Pigment, hoạt tính, hoàn
nguyên, azo không tan và indigozol. Hồ in có nhiều loại như: Hồ tinh bột, dextrin,
hồ alginat, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng hợp.
Sau khi nhuộm và in, vải được giặt nóng và giặt lạnh nhiều lần. Phần thuốc
nhuộm không gắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải. Nguồn nước thải
phát sinh trong quá trình dệt nhuộm là từ các công đoạn là hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy,
nhuộm và hoàn tất, trong đó lượng nước thải chủ yếu là quá trình giặt sau mỗi công
đoạn và mỗi quá trình đều phát sinh ra các dòng nước thải với thành phần và lưu
lượng khác nhau. Nhu cầu sử dụng nước trong nhà máy dệt nhuộm là rất lớn và thay
đổi theo các chủng loại mặt hàng khác nhau. Nhu cầu sử dụng nước cho 1m2 vải
nằm trong phạm vi 12 ÷ 65 lít và thải ra từ 10 ÷ 40 lít. Nhìn chung sự phân phối
trong nhà máy dệt nhuộm như sau:
-

Sản xuất hơi:

5,3 %

-

Nước làm lạnh thiết bị:

6,4 %

-

Nước làm mát và xử lý bụi trong xí nghiệp sợi, dệt:

7,7 %

-

Nước cho quá trình chính trong dệt nhuộm:

-

Nước vệ sinh:

7,6 %

-

Nước cho phòng chống cháy và các vấn đề khác:

0,6 %

72,3 %

Bảng 2.1. Các công đoạn trong công nghệ dệt nhuộm
Công đoạn
1. Nhập
nguyên liệu

Đặc điểm, chức năng
Được nhập dưới dạng các kiện bông thô chứa các sợi bông có kích
thước khác nhau cùng với các tạp chất tự nhiên như bụi đất, hạt, cỏ
rác...

2. Làm sạch

Đánh tung, làm sạch và trộn đều bông thô để thu được nguyên liệu
sạch và đồng đều. Sau quá trình làm sạch bông thu được dưới dạng
các tấm bông phẳng đều.
Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô.
Tiếp tục kéo sợi thô tại các máy sợi con để giảm kích thước sợi,

3. Chải
4. Kéo sợi

6


tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt vải.
5. Đánh ống

Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để
chuẩn bị dệt vải
6. Mắc sợi
Dồn các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi
7. Hồ sợi dọc Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao
quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến
hành dệt vải. Ngoài ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như
polyvinylcol PVA, polyacrylat, v.v...
8. Dệt vải
Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc để hình thành tấm vải mộc.
9. Giũ hồ
Tách các thành phần của hồ còn lại trên vải mộc (8 – 15 % lượng
hồ còn ở lại trên vải mộc) bằng phương pháp dùng enzyme (1 %
enzyme, muối và các chất ngấm) hoặc bằng axit (dung dịch axit
H2SO4 0,3 %) và thời gian tiếp xúc với dung dịch giũ hồ chừng 3 12 giờ. Vải đã giũ hồ được giặt bằng nước, NaOH, xà phòng, chất
ngấm rồi đưa sang nấu tẩy.
10. Nấu vải
Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ sợi như
dầu mỡ, sáp... Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm
ướt cao, hấp thụ hoá chất và thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại
và đẹp hơn. Vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy
giặt ở áp suất cao (2 ÷ 3 at), nhiệt độ cao (120 ÷ 130 oC). Sau đó
vải được giặt nhiều lần.
11. Làm bóng Làm cho sợi cotton được trương nở, sợi trở nên bóng hơn và khả
năng bắt màu thuốc nhuộm tốt hơn. Vải được cho qua bể làm bóng
chứa dung dịch NaOH từ 280 – 300 g/l, sau đó được giặt bằng
nước, nhúng vào dung dịch axit để trung hoà và cuối cùng được
giặt lại.
12. Tẩy trắng Mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm cho
vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng. Các chất tẩy thường dùng

là natriclorrit, natrihypoclorrit, hoặc hypoperoxyt cùng với các
chất phụ trợ
13. Nhuộm
Sử dụng các loại thuốc nhuộm và chất trợ quá trình để tạo cho vải,
sợi những màu sắc mong muốn.
14. In hoa
Để tạo những mẫu mã, màu sắc phong phú cho vải. Vải được
chuyển qua các máy in trục lăn hoặc máy in lưới để mực in có thể
ăn vào vải.
7


2.1.2. Đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm
Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự dao
động rất lớn cả về lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm, nó thay đổi theo mùa,
theo mặt hàng sản xuất và chất lượng sản phẩm. Nhìn chung nước thải từ các cơ sở
dệt nhuộm có độ kiềm khá cao, có độ màu và hàm lượng các chất hữu cơ, tổng chất
rắn cao. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong từng loại hình công nghệ, các sản phẩm
cũng không giống nhau. Đây là tính chất phức tạp của công nghệ dệt nhuộm. Do
vậy các giá trị tải lượng ô nhiễm phải được xem xét từng xí nghiệp, nhà máy cụ thể.
Các chất gây ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm bao gồm [2]:
- Các tạp chất tách ra từ sợi vải như dầu mỡ, các tạp chất chứa nitơ, pectin,
các chất bụi bẩn dính vào sợi.
- Các hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ như: Hồ tinh bột, H2SO4,
CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3, Na2SO3… các loại thuốc nhuộm, các
chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt.
- Thông thường tại các cơ sở sản xuất lớn mới có đầy đủ các công đoạn sản
xuất, đặc biệt là ở công đoạn nhuộm mới có các nguồn thải lớn và nguy hiểm. Với
các cơ sở nhỏ, chỉ đơn thuần công đoạn dệt vải thì phần thải gần như không đáng
kể. Nguồn nước thải sản xuất ở mức ô nhiễm nặng từ các công đoạn hồ sợi, giũ hồ,

làm bóng, nấu, tẩy nhuộm hoàn tất và in hoa. Những chỉ tiêu cần xem xét để đánh
giá mức độ ô nhiễm nước thải của các cơ sở sản xuất bao gồm:
- Lượng nước thải sinh ra (vì nó liên quan đến tải trọng của hệ thống xử lý)
- Tổng lượng các chất rắn trong dòng thải (TSS). Đây là một thông số quan
trọng đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất đồng thời nó cũng dễ dàng
xác định được bằng các phương pháp không tốn kém lắm.
- Nhu cầu ôxy hoá học (COD): Trong tất cả các loại hình công nghiệp kể trên,
hầu hết nước thải đều chứa một lượng lớn các chất hữu cơ.
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp. Theo tính toán từ
các loại hoá chất sử dụng như: Phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly,
chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hoá... đã có hàng trăm loại
8


hoá chất đặc trưng, các loại này hoà tan dưới dạng ion và các chất kim loại nặng đã
làm tăng thêm tính độc hại không những trong thời gian trước mắt mà còn ảnh
hưởng lâu dài đến môi trường sống. Công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lượng rất
lớn nước phục vụ cho các công đoạn sản xuất đồng thời xả ra một lượng lớn nước
thải tương ứng, bình quân khoảng 50 – 300 m3/tấn vải.
Nguồn nước thải phụ thuộc vào công nghệ sản xuất. Dưới đây hình 2.1
nguồn phát sinh nước thải của một trong số những quy trình dệt nhuộm.
- Nước thải ở các khâu hồ sợi: Chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, pH vượt
tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên, công đoạn hồ sợi, lượng nước được sử dụng rất nhỏ,
hầu như toàn bộ phẩm hồ được bám trên vải, nước thải chỉ xả ra khi làm vệ sinh
thiết bị nên không đáng kể.
- Nước thải giặt tẩy: Có pH dao động khá lớn từ 9 - 12, hàm lượng chất hữu
cơ cao (COD = 1.000 – 3.000 mg/l) do thành phần các chất tẩy gây nên. Độ màu
của nước thải khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể lên đến 10.000 Pt Co, hàm lượng cặn lơ lửng SS có thể đạt đến trị số 2.000 mg/l, nồng độ này giảm
dần ở cuối chu kỳ xả và giặt. Thành phần của nước thải bao gồm: thuốc nhuộm
thừa, chất hoạt động bề mặt, các chất ôxy hoá, xenlulo, sáp, xút, chất điện ly...

- Công nghệ nhuộm sử dụng một lượng nước lớn phục vụ cho các công đoạn
sản xuất và xả ra một lượng nước thải tương ứng, bình quân khoảng 50 - 300m3/tấn
vải. Trong đó hai nguồn ô nhiễm chính cần phải giải quyết là từ công đoạn dệt
nhuộm và nấu tẩy.
- Nước thải nhuộm: Nước thải không ổn định và đa dạng thay đổi ngay trong
từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau, thậm chí ngay cả khi cùng một loại
vải với loại thuốc nhuộm khác nhau, môi trường nhuộm có thể là axit hoặc kiềm,
hoặc trung tính. Cho đến nay hiệu quả hấp thụ thuốc nhuộm của vải chỉ đạt từ 60 %
- 70 %, 30 % - 40 % các phẩm nhuộm thừa còn lại ở dạng nguyên thủy hoặc đa số
đã phân hủy ở dạng khác, ngoài ra một số các chất điện ly, chất hoạt động bề mặt,
chất tạo môi trường…cũng thường tồn tại trong thành phần nước thải dệt nhuộm, đó
là nguyên nhân gây ra độ màu rất cao của nước thải nhuộm.
9


Nguyên liệu đầu

H2O, tinh bột, phụ gia

Kéo sợi, chải ghép

Hồ sợi

Nước thải chứa
hồ tinh bột, hoá chất

Hơi nước
Dệt vải
Enzyme
NaOH

NaOH, hoá chất

Hơi nước
H2SO4
H2O
Chất tẩy giặt

Giũ hồ

Nước thải chứa hồ,
tinh bột
bị thuỷ phân, NaOH

Nấu

Nước thải

Xử lý axit, giặt

Nước thải

Tẩy trắng

Nước thải

H2O2, NaOCl,
hoá chất
H2SO4
H2O2, chất tẩy giặt

NaOH, hoá chất

Dung dịch nhuộm
H2SO4
H2O2, chất tẩy giặt
Hơi nước

Giặt

Làm bóng

Nhuộm, in hoa

Giặt

Hoàn tất

Nước thải

Nước thải

Dịch nhuộm thải

Nước thải

Nước thải

Hồ, hoá chất
Sản phẩm

Hình 2.1. Sơ đồ quy trình dệt nhuộm và nguồn phát sinh nước thải [2]
10


Bảng 2.2. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm [1]
Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải
Hồ sợi
Tinh bột, glucose, carboxy
metyl xenlulo, polyvinyl ancol,
nhựa, chất béo và sáp.
Nấu tẩy
NaOH, chất sáp và dầu mỡ, tro,
soda, silicat natri và sơ sợi vụn
Tẩy trắng
Hypoclorit, hợp chất chứa clo,
NaOH, axit,…
Làm bóng NaOH, tạp chất
Nhuộm
In
Hoàn thiện

Đặc tính của nước thải
BOD cao (34 % đến 50 % tổng
sản lượng BOD)
Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao
(30 % tổng BOD)
Độ kiềm cao, chiếm 5 % BOD

Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới

1% tổng BOD)
Các loại thuốc nhuộm, axit Độ màu rất cao, BOD khá cao
axetic và các muối kim loại
(6% tổng BOD), SS cao
Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, Độ màu cao, BOD cao và dầu
muối kim loại, axit…
mỡ
Vết tinh bột, mỡ động vật và Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng nhỏ
muối

2.1.3. Một số loại thuốc nhuộm thường được sử dụng trong công nghệ dệt nhuộm
Để sản xuất các mặt hàng vải màu và vải hoa trong công nghiệp dệt và dệt
kim người ta sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau. Chúng có thể được phân
loại theo tính chất và phạm vi sử dụng.
a) Thuốc nhuộm hòa tan trong nước
Đặc điểm chung của những thuốc nhuộm loại này là chúng hòa tan trong
nước. Dưới đây là những nhóm thường gặp:
• Thuốc nhuộm trực tiếp (Direct dye): Công thức tổng quát là Ar- SO3Na bao gồm:
¾ Thuốc nhuộm Azo (-N=N-)
¾ Thuốc nhuộm là dẫn xuất của Dioxazin
¾ Thuốc nhuộm là dẫn xuất của Ftaloxianin
Các chất này hòa tan trong nước dễ dàng ở nhiệt độ 50 ºC - 60 ºC, với hàm
lượng 20 g/l - 40 g/l, lượng màu trực tiếp lưu giữ trên vải vật liệu đạt từ 80 % - 90
%, không phải qua xử lý trung gian. Thuốc nhuộm trực tiếp có đủ các gam màu từ

11


vàng tới đen, màu của chúng tươi, được sử dụng để nhuộm hoặc in hoa chủ yếu cho
các vật liệu từ xenlulo như vải bông, đay…

• Thuốc nhuộm axit (acid dye): Loại này có CTPT giống như thuốc nhuộm
trực tiếp nhưng phân tử nhỏ hơn bao gồm:
¾ Thuốc nhuộm axit thông thường
¾ Thuốc nhuộm axit cầm màu
¾ Thuốc nhuộm axit chứa kim loại
Loại này dễ hòa tan trong nước hơn thuốc nhuộm trực tiếp, một số trường
hợp hòa tan triệt để ngay ở nhiệt độ thường trong môi trường axit, độ bắt màu vào
vật liệu đạt 80 % - 90 % bằng mối liên kết ion. Phương trình tổng quát như sau:
Ar-SO3Na + ArNH3+Cl → ArSO3-H3N+-Ar1 + NaCl
Ở đây Ar là ký hiệu cho gốc thuốc nhuộm, Ar1 là ký hiệu cho vật liệu in hoa.
Thuốc nhuộm loại này có màu sắc phong phú, tươi sáng, thuần sắc, thuốc nhuộm
axit được dùng chủ yếu để nhuộm và in những loại sơ sợi và vật liệu có cấu tạo từ
protit như len, lụa tơ tằm và sợi tổng hợp dạng polyamit.
• Thuốc nhuộm hoạt tính (reactive dye):
Khác với thuốc nhuộm khác, thuốc nhuộm hoạt tính có chứa trong các phân
tử của nó các nhóm nguyên tử có thể tạo thành các liên kết cộng hóa trị với các
nhóm định chức của vật liệu nhuộm hoặc in, làm cho nó trở thành một bộ phận của
xơ sợi hay các vật liệu khác. Do vậy, chúng có độ bền màu cao với giặt, ma sát và
nhiều chỉ tiêu lý hóa khác (nhiệt độ, ánh sáng…).
Tuy khác nhau về phạm vi sử dụng và mức độ hoạt động nhưng chúng đều
có dạng tổng quát là: S – R – T – X
Trong đó: S là nhóm tạo cho thuốc nhuộm có độ hòa tan cần thiết trong nước
thường là: -SO 3 Na, -COONa, -SO 2 CH 3 ; R là phần mang màu của thuốc nhuộm,
không ảnh huởng đến mối liên kết giữa thuốc nhuộm và xơ, nó quyết định về màu
sắc, độ bền với ánh sáng, có thể là các nhóm mono và diazo, dẫn xuất của
ftaloxianin; T-X là nhóm hoạt tính có cấu tạo khác nhau, được đưa vào các hệ thống
màu khác nhau.
12

X là nguyên tử hay nhóm nguyên tử phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó sẽ
tách ra khỏi phân tử thuốc nhuộm, tạo khả năng cho thuốc nhuộm thực hiện phản
ứng hóa học với xơ, thường là -Cl, -SO2, -NR3 …
T là nhóm mang nguyên tử phản ứng làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc
nhuộm với xơ, quyết định đến độ bền của mối liên kết này.
Hầu hết thuốc nhuộm hoạt tính tan tốt trong nước và bắt màu vào vật liệu đạt
đến 60 % - 65 %, trong môi trường kiềm yếu. Phản ứng xảy ra như sau:
S-Ar-T-X + HO-xơ → S-Ar-T-O-xơ + HX
Bên cạnh đó là phản ứng phụ, thủy phân thuốc nhuộm về dạng mất hoạt tính,
làm giảm hiệu suất sử dụng chúng.
S-Ar-T-X + HO-H → S-Ar-T-O-H + HX
Với đủ gam màu, màu rất tươi, thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng ngày
càng phổ cập để nhuộm, nhất là in hoa lên các vật liệu xenlulo hoặc tơ tằm, len dạ,
vải từ tơ nilon.
b) Thuốc nhuộm không tan trong nước
Đặc điểm của loại thuốc nhuộm này là không tan trong nước, hoặc lúc đầu
tan tạm thời nhưng sau khi bắt màu vào tơ sợi thì chuyển sang dạng không tan. Một
số nhóm thường gặp như:
• Thuốc nhuộm hoàn nguyên (vat dye)
Thuốc nhuộm hoàn nguyên là những hợp chất màu hữu cơ có chung một tính
chất là không tan trong nước, nhưng trong phân tử chứa các nhóm xeton nên dưới
tác dụng của các chất khử thì chuyển về dạng leuco axit, dạng này chưa tan được
trong nước nhưng tan trong kiềm tạo thành leuco bazơ. Dạng leuco bazơ không
những tan trong nước mà còn ái lực với các loại tơ xenlulo nên chúng bắt màu mạnh
vào tơ. Mặt khác sau khi bắt màu vào tơ, hợp chất leuco bazơ của thuốc nhuộm
hoàn nguyên lại dễ bị phân hủy và oxi hóa về dạng không tan ban đầu. Quá trình
trên có thể được biểu diễn theo sơ đồ sau:

13

• Thuốc nhuộm phân tán (disperse dye)
Không chứa nhóm tạo tính tan, khối lượng phân tử không lớn. Trong số các
thuốc nhuộm azo thì các dẫn xuất monoazo anibobenzen có ái lực với axetyl
xenlulo và xơ tổng hợp lớn hơn cả, dạng tổng quát của nó là:

Một số phẩm màu nhóm này thường gặp như:
+ Phân tán đỏ tía G:

+ Phân tán đỏ R bền màu:

Loại này có đủ các gam màu từ vàng đến đen, màu tươi bóng, độ bền màu
cao với giặt, tan rất nhanh trong nước, độ tan tối đa 0,5 g/l ở nhiệt độ 90°C - 100°C.
Dùng để nhuộm sợi tổng hợp và một số vật liệu cao phân tử.
• Thuốc nhuộm Pigment: Là những chất màu không hòa tan trong nước cũng
như các dung môi hữu cơ, không có ái lực với xơ sợi tổng hợp và các loại vật liệu
khác. Một số là bột màu vô cơ hoặc kim loại nghiền mịn. Loại này có màu tươi, độ
bền cao với ánh sáng, có thể in cho bất kì vật liệu nào nhờ màng cao phân tử.
2.1.4. Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm
2.1.4.1. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước
a) Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm Xí nghiệp dệt may Nam Thành
Xí nghiệp dệt may Nam Thành được xây dựng tại Cụm công nghiệp Phương
La, Xã Thái Phương, Huyện Hưng Hà, Tỉnh Thái Bình.

14


Đặc điểm của công nghệ xử lý nước thải: Nước thải của xí nghiệp có lưu
lượng 200 m3/ngày đêm.
Thuyết minh công nghệ xử lý:

- Nước thải của Xí nghiệp sẽ tự chảy qua hệ thống bể chứa vôi và xỉ than để
điều chỉnh pH sau đó qua song chắn giữ lại dầu mỡ thải, các loại rác có kích thước
lớn: Rác lớn, lá cây, vỏ hoa quả… rồi được chảy vào bể điều hòa và nước thải được
lưu tại bể từ 10 giờ đến 12 giờ nhằm ổn định lưu lượng, nồng độ trước khi vào hệ
thống xử lý chính.
Nước thải

Không khí

Hóa chất oxy hóa
Hóa chất keo tụ
Hóa chất trợ keo

Bể điều hòa

Thiết bị phản ứng

Thiết bị keo tụ và
lắng
Bùn

Không khí

Bùn

Nước
Tuần
Hoàn
xử
Lý

Bể Aeroten
Bể lắng
Bùn

Sân
phơi
bùn

Bể lọc cát thạch anh
và than hoạt tính

Bể chứa nước sau
xử lý
Thải ra môi trường
QCVN 13:2008/BTNMT
Giá trị C cột A

Bùn khô được
đóng bao bán
cho nông dân
thu mua để bón
hoa màu

Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Xí nghiệp dệt may Nam Thành
15


- Tại tháp phản ứng các chất được định lượng trên đường ống lên tháp được
trộn đều và phản ứng với nhau khử màu, mùi nước thải và tạo thành các bông lắng

và nước thải chuyển sang ngăn lắng để lắng những chất ô nhiễm trong nước thải
xuống đáy còn phần nước trong đi lên trên và được sang bể xử lý sinh học Aeroten.
Nước thải được lưu tại thiết bị lắng và phản ứng khoảng 2 giờ - 4 giờ.
- Nước sau khi xử lý sinh học tại bể Aeroten khoảng 12 giờ - 14 giờ các vi
sinh vật hiếu khí lấy các chất ô nhiễm trong nước thải làm thức ăn đến khi chất ô
nhiễm trong nước thải hết thì các vi sinh vật này chết dần và sinh ra bùn. Tại bể
được bố trí hệ thống cung cấp khí để nuôi các vi sinh vật hiếu khí hoạt động.
- Nước sau khi qua bể lọc cát thạch anh và than hoạt tính sau đó được chảy
xuống bể chứa được lưu 1 giờ - 2 giờ và sau đó mới được thải ra ngoài môi trường
thì đạt QCVN 13/2008/BTNMT giá trị C cột A.
Đây là công nghệ hóa lý kết hợp với xử lý vi sinh là công nghệ mang lại hiệu
quả rất cao trong nước thải ngành dệt nhuộm.
b) Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty TNHH EVERWIN Hải Phòng
Đặc điểm công nghệ xử lý nước thải: Công suất 100 m3/ngày đêm. Quá trình
xử lý nước thải có thể chia thành các công đoạn xử lý chính như sau:
- Tiền xử lý và xử lý hóa học: Để nâng cao hiệu quả xử lý, nước thải của
Công ty được chia làm hai phần riêng biệt. Nước thải nhuộm, nước thải giặt và
nước thải sinh hoạt được tập trung vào các hố ga khác nhau, từ đó theo các hệ thống
đường ống đi tới bể lắng cát ngang. Tại đây chúng được xử lý trong mỗi ngăn của
bể bằng phương pháp hóa lý với liều lượng chất keo tụ hợp lý.
+ Bể lắng cát ngang: Các hạt rắn có kích thước (> 0,1 mm) trong dòng thải sẽ
bị lắng dưới tác dụng của trọng lực, do đó sẽ tránh được trường hợp lắng cặn, tích tụ
gây hư hại cho các hệ thống bơm và các ống dẫn của các công trình phía sau.

16


Nước thải

Hố ga, song chắn rác

Bể lắng cát kết hợp keo tụ

Sân phơi bùn

Bể lắng đứng

Điều chỉnh pH

H2SO4,
Ca(OH)2

Bể lọc sinh học

Bể lắng tấm nghiêng

Nước thải đã xử lý

Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH EVERWIN Hải Phòng
+ Keo tụ: Các chất màu và chất lơ lửng được xử lý bằng quá trình keo tụ.
Các chất keo tụ như FeSO4.7H2O, PAC sẽ tác dụng với các bicacbonat trong nước
thải tạo ra các hydroxit sắt hóa trị 3. Chất này sẽ hấp phụ và kết dính các chất huyền
phù, các chất ô nhiễm ở dạng keo trong nước tạo ra các bông keo tụ lắng xuống đáy
bể. Hệ thống sử dụng chất trợ keo tụ PAA (Polyalumin Acrylic) để tăng cường quá
trình lắng bông keo.
+ Bể lắng đứng: Bể này có vai trò tách các bông keo tụ trong dòng thải sau
quá trình keo tụ. Phần bùn tách ra được hút sang sân phơi bùn để xử lý. Nước thải
sau xử lý được điều chỉnh pH thích hợp trước khi sang xử lý sinh học.
17

- Xử lý sinh học: Nước thải từ bể lắng đứng được bơm vào bể lọc sinh học
qua một giàn tưới ở trên bể. Quá trình phân hủy vi sinh sẽ diễn ra trên bề mặt vật
liệu đệm. Oxy được cấp cho hệ thống nhờ các ô thông khí đặt ở dưới chân bể. Nước
thải sau phân hủy vi sinh sẽ được dẫn ra liên tục theo máng xung quanh bể, theo
đường ống đi vào bể lắng tấm nghiêng hoặc có thể tuần hoàn lại để xử lý một phần
để đảm bảo tiêu chuẩn dòng thải cho phép.
- Bể lắng tấm nghiêng: Tại bể lắng tấm nghiêng các chất rắn lơ lửng được
lắng dưới tác dụng của trọng lực. Để tăng cường cho quá trình lắng các lớp lọc vật
liệu nổi Polystyren được lắp đặt thêm nhằm nâng cao chất lượng nước sau xử lý.
Nước thải sau xử lý được đổ vào mương nước sau Công ty. Bùn của bể
lắng được hút sang sân phơi bùn để xử lý.
c) Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty dệt Việt Thắng
Công ty dệt Việt Thắng được xây dựng tại xã Linh Trung, huyện Thủ Đức,
Thành Phố Hồ Chí Minh.
Đặc điểm công nghệ xử lý nước thải: Với công suất 4800 m3/ngày đêm. Quy
trình công nghệ trạm xử lý nước thải của Công ty dệt Việt Thắng như sau:
- Xử lý trước: Nước thải của Công ty được tập kết về một hầm bơm trung
tâm, từ đó nước được dẫn qua lưới lọc quay dạng thanh, quay tròn có kích thước
mắt lưới 1 mm để tách các tạp chất rắn thô ra khỏi nước thải. Sau khi qua lưới lọc,
nước thải chạy vào hầm chứa trung tâm nhờ trọng lực, từ đó nước được bơm vào bể
điều hòa.
+ Bể điều hòa: Tại bể điều hòa, nước thải được cân bằng lưu lượng, nhiệt độ,
pH, nồng độ chất ô nhiễm.
+ Trung hòa: Nước thải kiềm tính được điều chỉnh pH thích hợp cho khâu xử
lý hóa học phía sau bằng axit sunfuric H2SO4.
- Xử lý hóa lý: Sau xử lý trước, nước thải được bơm vào bể phản ứng keo tụ.
+ Keo tụ: Chất keo tụ sử dụng ở đây là Al2(SO4)3.18H2O. Do hiệu suất keo tụ
phụ thuộc nhiều vào pH nên để đảm bảo độ pH theo yêu cầu phải sử dụng chất
trung hòa là kiềm NaOH vì pH giảm mạnh trong quá trình keo tụ. Để có thể tạo các

18


bông lớn dễ tách nước bằng phương pháp lắng phải cho thêm vào chất trợ keo tụ,
thông thường là các chất đa điện ly. Nhờ các bơm định lượng mà các hóa chất sử
dụng cho quá trình keo tụ được cấp chính xác vào thiết bị keo tụ dạng ống, loại thiết
bị này có hai bộ cánh khuấy dạng “venturi” nhằm tăng cường khuấy trộn đảm bảo
hiệu suất quá trình.
+ Tuyển nổi: nước từ các thiết bị keo tụ được dẫn đến thiết bị tuyển nổi,
những bông cặn lớn tạo thành sau đông keo tụ được loại bỏ bằng công nghệ tuyển
nổi không khí hòa tan.
- Xử lý sinh học: Nước thải chảy vào bể tiếp xúc hay bể tuyển chọn để hạn
chế phát triển vi sinh dạng sợi (loại vi sinh gây khó khăn cho việc tách bùn hoạt
tính). Sau đó nước thải chảy vào bể thông khí có chứa đầy hỗn hợp nước - bùn hoạt
tính. Oxy được cung cấp nhờ hệ thống thông khí bề mặt. Hỗn hợp nước - bùn hoạt
tính giữ được không kết lắng do tác động khuấy trộn và cuộn xoáy gây ra bởi các
bọt khí. Nước thải sau một thời gian xử lý được dẫn ra liên tục sang bể thanh lọc.
- Phân tách bùn nước: Hỗn hợp bùn - nước được tách riêng trong bể có thiết
bị thanh lọc. Bùn lắng xuống đáy bể sẽ đi sang bể thu gom bùn. Từ bể này một phần
lớn bùn được dẫn quay trở lại bể tiếp xúc, phần nhỏ còn lại là bùn dư được thải vào
bể điều hòa. Nước được xử lý nằm ở phần trên của bể thanh lọc chảy vào bể đệm, từ
đây được bơm vào bộ lọc than hoạt tính
- Bộ lọc than hoạt tính: Than hoạt tính là một trong những chất hấp phụ hiệu
quả được sử dụng ở đây trong xử lý nước thải để loại bỏ các chất hữu cơ ô nhiễm
hòa tan. Các chất hữu cơ hòa tan ít hay không phân giải vi sinh, các hợp chất thơm
halogen hóa, dầu tan, các halogen hữu cơ hấp phụ cũng là mục tiêu xử lý của than
hoạt tính. Nước thải sau hệ thống xử lý đạt loại tiêu chuẩn nước thải loại B (TCVN
5945-1995).

19

Nước thải
Bể chứa
Bể điều hòa
Hóa chất

Xử lý hóa lý
Tuyển nổi

Bùn hoạt tính

Làm khô bùn

Bùn khô

Xử lý sinh học
Bể thanh lọc

Bùn dư

Than hoạt tính
Nước thải đã xử lý
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Công ty dệt Việt Thắng
2.1.4.2. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới
a) Công nghệ xử lý nước thải dệt của Công ty Schiessen Sachen (CHLB Đức)
Hệ thống xử lý hình được ứng dụng để xử lý nước thải của xí nghiệp tẩy
nhuộm Niederohna hãng Schiessen với lưu lượng nước thải 2500 m3/ngày. Xí
nghiệp tẩy nhuộm hàng bông và thuốc nhuộm sử dụng chủ yếu là thuốc nhuộm hoạt
tính. Nguyên lý cơ bản của hệ thống bao gồm: Xử lý sinh học, hấp phụ và keo tụ.

Trong xử lý sinh học có dùng chất mang là bột than nâu và trong hấp phụ cũng
dùng bột than nâu. Đặc tính của than như sau: kích thước hạt < 5 mm, bề mặt riêng
300 m2/g và khối lượng riêng 460 kg/m3.

20


Bể điều hòa

Nước thải

Bể trung hòa
Bột than nâu

Bể sinh học có
khuấy trộn

Axit axetic

Lắng

Bột than nâu

Phèn nhôm

Hoạt hóa nhiệt

Hấp phụ tầng sôi có
khuấy

Bùn

Lắng

Chất trợ keo tụ

Bùn

Keo tụ, kết tủa

Lắng

Lọc

Xử lý bùn

Bùn
chôn
lấp

Nước thải vào nguồn
tiếp nhận

Làm mền

Thẩm thấu ngược
H2 O
Khử trùng bằng Ozon

Muối sử dụng lại

Bể chứa nước để sử
dụng lại

Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải ngành dệt của Công ty
Schiessen Sachen (Cộng hòa liên bang Đức)
Sinh khối và bột than từ bể sinh học, tháp hấp phụ được hoạt hóa bằng
phương pháp nhiệt để tuần hoàn sử dụng lại một phần và thải một phần. Nước thải
21


được xử lý bằng phương pháp keo tụ với phèn nhôm và chất trợ keo là
polyelectrolyt, tiếp theo là quá trình lắng lọc. Sau đó 40 % được thải thẳng vào
nguồn tiếp nhận và 60 % được xử lý tiếp bằng làm mềm, thẩm thấu ngược để tách
muối vô cơ và đưa vào bể chứa, trộn với nước sạch rồi khử trùng và tuần hoàn lại sử
dụng lại cho xí nghiệp tẩy nhuộm. Bằng hệ thống này có thể xử lý nước thải có
COD ban đầu là 516 mg/l, BOD5 = 140 mg/l và ở dòng ra có COD = 20,3 mg/l,
BOD5 < 0,1 mg/l. Nước không màu và hàm lượng chất rắn rất nhỏ song lượng bùn
sinh khối lẫn bột than tạo ra tương đối lớn. Với hàm lượng bùn là 50 % tính lượng
bùn sinh ra từ 1,6 kg đến 2 kg cho 1m3 nước thải xử lý.
b) Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan
Hệ thống xử lý ở hình 2.6 được thiết kế xử lý của nhà máy dệt nhuộm sản
xuất vải sợi bông với lưu lượng nước thải 3000 m3/ngày đến 4000 m3/ngày. COD =
400 mg/l ÷ 1000 mg/l và BOD5 = 200 mg/l ÷ 400 mg/l. Nước sau xử lý có thể đạt
BOD5 < 50 mg/l, COD < 100 mg/l.
Nước thải

Hóa chất
3

2

4

1
Sục
khí

6

Bùn

Nước thải
sau xử lý

Bùn

4

5

6

Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải của Công ty Stork Aqua
(Hà Lan)
22


1. Sàng chắn rác

4. Thiết bị lắng bùn

2. Bể điều hòa

5. Bể sinh học

3. Bể keo tụ

6. Thiết bị xử lý bùn

2.2. QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO
2.2.1. Công nghệ phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ dựa trên các quá trình oxy hóa
nâng cao (Advanced Oxidation Processes-AOPs)
Một trong những công nghệ cao nổi lên trong thời gian gần đây là công nghệ
phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ trong nước và nước thải dựa trên các quá trình oxy
hóa nâng cao. Các quá trình oxy hóa nâng cao được định nghĩa là những quá trình
phân hủy oxy hóa dựa vào gốc tự do hoạt động hydroxyl *OH được sinh ra ngay
trong quá trình xử lý. Gốc hydroxyl là một tác nhân oxy hóa mạnh nhất trong số các
tác nhân oxy hóa được biết từ trước đến nay, có khả năng phân hủy oxy hóa không
chọn lựa mọi hợp chất hữu cơ, dù là loại khó phân hủy nhất, biến chúng thành
những hợp chất vô cơ (còn gọi là khoáng hóa) không độc hại như CO2, H2O, các
axit vô cơ… Từ những tác nhân oxy hóa thông thường như hydrogen peroxit, ozon,
có thể nâng cao khả năng oxy hóa bằng các phản ứng hóa học khác nhau để tạo ra
gốc hydroxyl, thể hiện quá trình oxy hóa gián tiếp thông qua gốc hydroxyl. Vì vậy
các quá trình này được gọi là các quá trình oxy hóa được nâng cao hay gọi tắt là các
quá trình oxy hóa nâng cao (Advanced Oxidation Processes-AOPs).
Các quá trình oxy hóa nâng cao đã trở thành một loại công nghệ cao có tầm
quan trọng trong việc đẩy mạnh quá trình oxy hóa, giúp phân hủy nhiều loại chất
hữu cơ ô nhiễm khác nhau trong nước và không khí. Các quá trình oxy hóa nâng
cao rất thích hợp và đạt hiệu quả cao để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân

hủy (POPs) như hydrocacbon halogen hóa (tricloroetan, tricloroetylen…), các
hydrocacbonaromatic (benzen, toluen, etylbenzen, xylen-BTEX), polyclorobiphenyl
(PCBs), nitrophenol, các hóa chất bảo vệ thực vật, dioxin và furan, thuốc nhuộm,
các chất hoạt động bề mặt…
Ngoài ra, do tác dụng oxy hóa cực mạnh của chúng so với các tác nhân diệt
khuẩn truyền thống (các hợp chất của clo) nên các gốc hydroxyl, ngoài khả năng
23