Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng bể sinh học màng lọc (membrane bioreactor mbr)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

***

NGÔ PHƢƠNG THẢO
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
BẰNG BỂ SINH HỌC MÀNG LỌC
(MEMBRANE BIOREACTOR-MBR)
CHUYÊN NGÀNH: CƠNG NGHỆ MƠI TRƢỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 03 NĂM 2011


CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hƣớng dẫn khoa học : ............................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 1 : ..................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ..................................................................................
Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.
HCM ngày 15 tháng 03 năm 2011
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS Đinh Xuân Thắng
2. TS. Lê Hoàng Nghiêm

3. TS. Đặng Viết Hùng
4. TS. Lê Thị Kim Phụng
5. TS. Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN

LUẬN VĂN

NGÀNH


TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày 06 tháng 07 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên sinh viên:

NGÔ PHƢƠNG THẢO

Phái: Nữ

Ngày tháng năm sinh: 31 – 12 - 1984

Nơi sinh: Quảng Ngãi

Chuyên ngành: Công nghệ môi trƣờng

MSHV: 09250514

I- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG BỂ SINH HỌC MÀNG
LỌC (MEMBRANE BIOREACTOR - MBR)
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:


Xác định thành phần, tính chất nƣớc thải dệt nhuộm;



Nghiên cứu q trình thích nghi của hệ thống MBR;



Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của mơ hình thí nghiệm MBR với các tải
trọng hữu cơ (Organic Loading Rate – OLR) khác nhau;



Đánh giá khả năng tái sử dụng nƣớc cho các mục đích sử dụng khác nhau

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: Ngày 06/07/2010

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ

: Ngày 25/11/2010

V- CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

: TS. LÊ HOÀNG NGHIÊM

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH

TRƢỞNG KHOA QL NGÀNH


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

LỜI CAM ĐOAN

Họ tên sinh viên

:

NGÔ PHƢƠNG THẢO

Ngày tháng năm sinh: 31 – 12 - 1984

Phái: Nữ
Nơi sinh: Quảng Ngãi
MSHV: 09250514

Chuyên ngành

: Công nghệ môi trƣờng

Tên đề tài

: Nghiên cứu xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng bể sinh học

màng lọc (Membrane Bioreactor – MBR)
Giáo viên hƣớng dẫn: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM

Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung luận văn là do quá trình nghiên cứu của tơi tại
phịng thí nghiệm khoa Mơi Trƣờng, Trƣờng Đại Học Bách Khoa TP.HCM.
Những kết quả và số liệu trong khóa luận chƣa đƣợc ai cơng bố dƣới bất cứ hình
thức nào. Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trƣớc Nhà trƣờng về sự cam đoan này.

TP.HCM, Ngày

tháng

Ngô Phƣơng Thảo

năm

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt giai đoạn thực hiện luận văn, tôi thật sự biết ơn sự động viên và
giúp đỡ của gia đình, thầy cơ và bạn bè. Đặc biệt, tơi xin cảm ơn sự hƣớng dẫn
nhiệt tình của thầy Lê Hoàng Nghiêm từ khi đề tài đƣợc thành lập cho đến giai
đoạn kết thúc.
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa Mơi
trƣờng, trƣờng Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, những kiến thức đã đƣợc
các thầy cô truyền đạt trong q trình học tập đã giúp tơi có nền tản hồn thành tốt
luận văn này.
Tơi cũng xin cảm ơn sự hỗ trợ, giúp đỡ của các anh chị, các bạn và các em
thực hiện luận văn tốt nghiệp trong phòng thí nghiệm khoa mơi trƣờng trong thời
gian vận hành mơ hình rất nhiều.

i


TĨM TẮT
Cơng nghệ MBR là một cơng nghệ tƣơng đối mới ở Việt Nam, công nghệ
này đang thu hút nhiều sự quan tâm ứng dụng vào các cơng trình xử lý nƣớc thải vì
chất lƣợng nƣớc sau xử lý đạt hiệu quả tốt chiếm diện tích nhỏ lƣợng bùn sinh ra ít
thời gian lƣu bùn lâu tạo điều kiện cho các vi sinh phát triển. Nghiên cứu này đƣơc
thực hiện để đánh giá khả năng xử lý COD và màu của bể sinh học màng qui mơ
phịng thí nghiệm (lab-scale) đối với nƣớc thải dệt nhộm. Kết quả nghiên cứu cho
thấy ứng với tải trọng chất hữu cơ trong giai đoạn thích nghi là 0,4
kgCOD/(m3.ngày) và 2 tải trọng khác lần lƣợt là 1,0 kgCOD/(m3.ngày) và 1,5
kgCOD/(m3.ngày), hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn thích nghi lúc đầu cịn dao
động trong khoảng từ 83% đến 90% nhƣng sau đó ổn định và đạt trên 93%. Đối
với tải trọng 2.0 kgCOD/(m3.ngày), hiệu suất xử lý nồng độ COD và độ màu bắt
đầu giảm xuống và có dấu hiệu quá tải. Bên cạnh đó mơ hình đạt hiệu suất 100%
đối với khả năng xử lý SS và độ đục đảm bảo nƣớc dòng ra chuẩn loại A theo

QCVN 13:2008/BTNMT. Khả năng giảm độ màu thay đổi theo các tải trọng và
phụ thuộc vào màu sắc ban đầu của dòng thải. Qua đối chiếu các chỉ tiêu dòng ra
trong giai đoạn ổn định của các tải trọng với tiêu chuẩn về chất lƣợng nƣớc tái sử
dụng của một số tổ chức thế giới cho thấy nƣớc thải sau khi qua hệ thống có khả
năng tái sử dụng cho các mục đích nhƣ: vệ sinh máy móc trong nhà máy, dội rửa
toilet…

ii


ABTRACT
MBR technology is a relatively new technology for wastewater treatment in
Vietnam, this technology has been attended in the application of sewage treatment
works because the water quality after treatment to achieve good effects, small
required area, the low generated sludge, and microbial growth advantageously
because of long sludge retention time. The aim of this work was to quantify the
performance of a laboratory-scale MBR for the treatment COD and color of textile
wastewater.
The results of research showed that with organic loading rates (OLR) in the
start-up phase is 0.4 kgCOD/(m3.day) and two other loads 1.0 kgCOD/(m3.day)
and 1.5 kgCOD/(m3.day), the COD treatment efficiency are varies from 83% to
90% but then stabilized and reached 93%. In the phase of 2.0 kgCOD/(m3.day) the
COD treatment efficiency is low.
In addition, the lab-scale reaches 100% efficiency for SS and turbidity
rejection to ensure effluent meet column A of QCVN 13:2008/BTNMT standard.
Color removal of every load is various and depends on the original color of the
waste stream. After passing out of the MBR system, water quality can meet the
criteria for reusing water in cleaning machinery and hygiene in industrial factories,
cleaning toilet…

iii


MỤC LỤC
CHƢƠNG I. .............................................................................................................. 1
GIỚI THIỆU............................................................................................................... 1
1.1. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 2
1.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 2
1.3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 3
1.4. Ý nghĩa khoa học, kinh tế, môi trƣờng của đề tài .......................................... 3
1.4.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 3
1.4.2. Ý nghĩa kinh tế ........................................................................................ 3
1.4.3. Ý nghĩa xã hội và môi trƣờng .................................................................. 3
CHƢƠNG II. ............................................................................................................. 4
TỔNG QUAN ........................................................................................................... 4
2.1. Tổng quan về nƣớc thải dệt nhuộm ................................................................ 4
2.1.1. Giới thiệu về thuốc nhuộm hữu cơ .......................................................... 5
2.1.2. Thành phần, tính chất nƣớc thải dệt nhuộm ............................................ 7
2.1.3. Các tác động môi trƣờng của nƣớc thải dệt nhuộm ................................. 8
2.2. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ............................... 9
2.2.1. Phƣơng pháp hóa lý ................................................................................. 9
2.2.1.1. Phƣơng pháp keo tụ ............................................................................ 11
2.2.1.2. Phƣơng pháp hấp phụ ......................................................................... 11
2.2.1.3. Phƣơng pháp điện hóa ........................................................................ 11
2.2.2. Phƣơng pháp xử lý sinh học .................................................................. 12
2.2.2.1. Phƣơng pháp hiếu khí ......................................................................... 12
2.2.2.2. Phƣơng pháp yếm khí ......................................................................... 14
2.2.3. Phƣơng pháp hóa học ............................................................................ 14
2.3. Tổng quan về công nghệ MBR .................................................................... 16
2.3.1. Tổng quan về màng (membrane) ........................................................... 17

2.3.2. Tổng quan về bể sinh học màng lọc ...................................................... 19
2.3.2.1. Tổng quan .......................................................................................... 19
2.3.2.3. Đặc tính màng ..................................................................................... 21
2.3.3. Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nghẹt màng ............................. 22
2.3.3.1. Điều kiện vận hành ............................................................................. 23
2.3.3.2. Đặc điểm của sinh khối ..................................................................... 24
iv


2.3.4. Những thuận lợi và hạn chế ................................................................... 25
2.3.4.1. Thuận lợi ............................................................................................ 25
2.3.4.2. Hạn chế .............................................................................................. 26
2.4. Ứng dụng công nghệ MBR xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ............................... 26
2.4.1. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ....................................................... 26
2.4.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 27
CHƢƠNG III. ......................................................................................................... 37
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 37
3.1. Giới thiệu chung về phƣơng pháp nghiên cứu ............................................. 37
3.2. Vật liệu và mô hình nghiên cứu ................................................................... 39
3.2.1. Mơ hình nghiên cứu ............................................................................... 39
3.2.2. Các điều kiện vận hành .......................................................................... 41
3.2.3. Vật liệu nghiên cứu................................................................................ 44
3.2.3.1. Nƣớc thải ............................................................................................ 44
3.2.3.2. Màng MF ............................................................................................ 44
3.2.3.3. Bùn hoạt tính ...................................................................................... 48
3.2.4. Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích........................................................ 48
CHƢƠNG IV. ......................................................................................................... 51
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................ 51
4.1. Xử lý COD ................................................................................................... 54
4.2. Xử lý độ màu ................................................................................................ 59

4.3. Sinh trƣởng bùn ............................................................................................ 63
4.4. Khảo sát nghẹt màng .................................................................................... 65
4.5. Sử dụng dinh dƣỡng ..................................................................................... 69
4.6. Đánh giá khả năng đáp ứng tiêu chuẩn xả thải cho nƣớc ngành dệt và khả
năng tái sử dụng nƣớc ......................................................................................... 72
4.7. Hiệu suất xử lý kim loại nặng ...................................................................... 78
4.8. Thành phần vi sinh vật ................................................................................. 79
CHƢƠNG V. .......................................................................................................... 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 81
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 81
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 82

v


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thông số chất lƣợng nƣớc thải dệt nhuộm ............................................... 7
Bảng 2.2. Hiệu quả sử dụng của các tổ hợp thuốc nhuộm/sợi vải ............................ 8
Bảng 2.3. Đặt tính của màng ................................................................................... 19
Bảng 2.4. So sánh bùn hoạt tính thơng thƣờng (AS) và trong MBR ...................... 21
Bảng 2.5. Bùn sinh ra trong các quá trình xử lý khác nhau .................................... 21
Bảng 2.6. Kết quả thực nghiệm ứng dụng MBR trong xử lý nƣớc thải................. 25
Bảng 2.7. Một số mốc quan trọng trong phát triển công nghệ MBR...................... 28
Bảng 3.1. Đặc tính nƣớc thải đầu vào trong giai đoạn vận hành ............................ 40
Bảng 3.2. Tóm tắt các thơng số vận hành trong giai đoạn thí nghiệm ................... 43
Bảng 3.3. Các thơng số màng ................................................................................. 45
Bảng 3.4. Các hóa chất rửa màng .......................................................................... 47
Bảng 3.5. Các chỉ tiêu đƣợc đo tại từng vị trí lấy mẫu ........................................... 48
Bảng 3.6. Các phƣơng pháp phân tích mẫu ............................................................ 49
Bảng 4.1. Chất lƣợng nƣớc đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý ở thí nghiệm lần 1 52

Bảng 4.2. Chất lƣợng nƣớc đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý ở thí nghiệm lần 2 53
Bảng 4.3. Thơng lƣợng qua màng ở một số giá trị TMP khi chạy nƣớc cất .......... 66
Bảng 4.4. Mức độ chất lƣợng nƣớc yêu cầu ........................................................... 73
Bảng 4.5. Kết quả kim loại nặng tại tải trọng 1.5 kgCOD/(m3.ngày)..................... 78

vi


MỤC LỤC HÌNH
Hình 2.1. Phân loại màng lọc .................................................................................. 18
Hình 2.2. Lọc vng góc và lọc xi dịng ............................................................. 19
Hình 2.3. Kiểu MBR (a) Đặt ngoài bể sinh học; (b) Đặt chìm trong bể sinh học .. 28
Hình 2.3. Mơ hình thí nghiệm ................................................................................. 31
Hình 2.4. Mơ hình thử nghiệm MBR tại nhà máy xử lý nƣớc Baciacavallo .......... 32
Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống MBR trong thí nghiệm ................................................... 35
Hình 2.6. Các thí nghiệm kết hợp Fenton và MBR ................................................ 35
Hình 3.1. Sơ đồ nội dung nghiên cứu ..................................................................... 38
Hình 3.2. Mơ hình thí nghiệm ................................................................................. 40
Hình 3.3. Mơ hình trong giai đoạn vận hành .......................................................... 41
Hình 3.4. Cơ chế hoạt động màng sợi rỗng ............................................................ 46
Hình 4.1. Tƣơng quan giữa nồng độ COD đầu ra và tải trọng hữu cơ trong thí
nghiệm lần 1 ............................................................................................................ 55
Hình 4.2. Tƣơng quan giữa nồng độ COD đầu ra và tải trọng hữu cơ trong thí
nghiệm lần 2 ............................................................................................................ 55
Hình 4.3. Hiệu suất xử lý COD ở thí nghiệm lần 1 ................................................ 56
Hình 4.4. Hiệu suất xử lý COD trong thí nghiệm lần 2 .......................................... 58
Hình 4.5 Hiệu suất xử lý độ màu ở thí nghiệm lần 1 .............................................. 60
Hình 4.6. Hiệu suất xử lý độ màu ở thí nghiệm lần 2 ............................................. 61
Hình 4.7. Mẫu nƣớc trƣớc và sau xử lý ở ngày đầu và ngày thứ 3 ......................... 62
Hình 4.8. Tƣơng quan hiệu suất xử lý độ màu và tăng trƣởng bùn ở thí nghiệm lần

1 ............................................................................................................................... 62
Hình 4.9. Mối tƣơng quan giữa tải trọng bùn (F/M) và hệ số sản lƣợng bùn (Y)
trong thí nghiệm lần 1 ............................................................................................. 64
Hình 4.10. Mối tƣơng quan giữa tải trọng bùn (F/M) và hệ số sản lƣợng bùn (Y)
trong thí nghiệm lần 2 ............................................................................................. 64
Hình 4.11. Trở lực ban đầu của màng ..................................................................... 66
Hình 4.12. Xu hƣớng của thơng lƣợng qua màng và TMP trong thí nghiệm lần 1 68
Hình 4.13. Xu hƣớng của thơng lƣợng qua màng và TMP trong thí nghiệm lần 2 69
Hình 4.14. Mức sử dụng TKN trong thí nghiệm lần 1 ........................................... 70
Hình 4.15. Mức sử dụng TKN trong thí nghiệm lần 2 ........................................... 71
Hình 4.16. Mức sử dụng TP trong thí nghiệm lần 1 ............................................... 71
Hình 4.17. Mức sử dụng TP trong thí nghiệm lần 2 ............................................... 72

vii


Hình 4.18. Nồng độ COD đầu ra so với QCVN 13:2008/BTNMT và tiêu chuẩn tái
sử dụng ở thí nghiệm lần 1 ...................................................................................... 74
Hình 4.19. Nồng độ COD đầu ra so với QCVN 13:2008/BTNMT và tiêu chuẩn tái
sử dụng ở thí nghiệm lần 2 ...................................................................................... 76
Hình 4.20. Thành phần độ màu trong nƣớc đầu ra so với QCVN 13:2008 và
QCVN 24:2009 trong thí nghiệm lần 1................................................................... 77
Hình 4.21. Một số vi sinh phát hiện đƣợc trong quá trình thực nghiệm (đƣợc xem
dƣới kính hiển vi kích thƣớc phóng đại 100 lần) .................................................... 80

viii


CHƯƠNG I.

GIỚI THIỆU
Một cách tồng quát, công nghiệp dệt đƣợc phân chia ra làm các loại sau:
Dệt và nhuộm vải coton: dùng thuốc nhuộm hoạt tính hoặc hồn ngun hoặc trực
tiếp; Dệt và nhuộm vải sợi tổng hợp (polyester): thuốc nhuộm phân tán; Dệt và
nhuộm vải peco: thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc phân tán; Ươm tơ và dệt lụa: đây
là dạng công nghiệp dệt nhuộm mới đƣợc phát triển ở Việt Nam với nguyên liệu
chủ yếu là ở trong nƣớc trừ một số loại hóa chất đặc dụng, đó là điểm khác biệt với
các nhà máy dệt khác là nguyên liệu phải nhập ngoại gần 100%.
Những năm gần đây, công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành
công nghiệp quan trọng trong chiến lƣợc phát triển kinh tế, xã hội của nƣớc ta.
Đến năm 2010, ngành dệt nhuộm cả nƣớc sẽ sản xuất khoảng 2 tỷ mét vải/năm,
xuất khẩu đạt 3,5 – 4 tỷ đơ la. Trong khi đó theo Vinatex, có thể đánh giá thiết bị
in nhuộm hiện nay của Tp. Hồ Chí Minh nhƣ sau: 35% thiết bị tốt, 30% thiết bị
cần khơi phục và hiện đại hóa, 35% thiết bị cần loại bỏ đến năm 2010. Hiệu quả
hấp phụ màu một số thuốc nhuộm của các loại vải sợi chỉ đạt khoảng 50 – 80%
nên khoảng 20 – 50% còn lại của các thành phần thuốc nhuộm sẽ thải vào nƣớc
thải làm tăng nguy cơ ô nhiễm.
Nƣớc thải dệt nhuộm đƣợc đánh giá nhƣ thành phần ô nhiễm nặng vì trong
sản xuất, nƣớc là mơi trƣờng chính sử dụng cho các công đoạn dệt, làm mƣợt sợi
và loại bỏ tạp chất…. Do đó lƣợng nƣớc thải có chứa nhiều thành phần hóa học.
Để sản xuất đƣợc 1 tấn sợi cần tiêu thụ 20 – 350 m3 nƣớc (M.Brik và đồng sự,
2006).

Nhìn chung, nƣớc thải ngành cơng nghiệp này rất đa dạng và phức tạp.
Theo tính tốn từ các loại hóa chất sử dụng nhƣ: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề
mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo mơi trƣờng, tinh bột, men, chất oxy hóa ... đã
có hàng trăm loại hóa chất đặc trƣng, và nhiều loại hóa chất này hịa tan dƣới dạng
ion và các chất kim loại nặng đã làm tăng thêm ảnh hƣởng độc hại lâu dài đến mơi
trƣờng sống, có khả năng gây ra ô nhiễm đến môi trƣờng và ảnh hƣởng xấu đến
1

sức khỏe con ngƣời. Một đặc điểm nữa là thành phần nƣớc thải hầu nhƣ không ổn
định thay đổi tùy thuộc vào quá trình xử lý sợi, thuốc nhuộm sử dụng và hóa chất
phụ trợ. Các yếu tố này thƣờng xuyên thay đổi và phụ thuộc vào yêu cầu của thị
trƣờng tiêu thụ, vì vậy việc xác định chính xác thành phần và tính chất nƣớc thải
khơng dễ dàng.
Nƣớc thải dệt nhuộm có thể gây ơ nhiễm mơi trƣờng nghiêm trọng cũng
nhƣ làm mất mỹ quan tại nguồn tiếp nhận. Thành phần nƣớc thải chứa nhiều hóa
chất độc hại có khả năng gây ung thƣ và chậm phân hủy trong môi trƣờng tự
nhiên.
Để làm giảm tác động đến môi trƣờng và đáp ứng những giới hạn thải đối
với các nhà máy dệt nhuộm ngày càng khắc khe, các nhà quản lý trong ngành phải
tìm phƣơng án nâng cao hiệu suất của các nhà máy xử lý nƣớc thải hoặc phải lắp
đặt những hệ thống mới. Hơn nữa, trong tƣơng lai nhu cầu tái sử dụng nƣớc đầu ra
sẽ tăng lên vì giá thành của nƣớc ngày càng tăng và để bảo tồn nguồn nƣớc tự
nhiên. Do đó, việc tìm hiểu thành phần tính chất của nƣớc thải, đề xuất, phát triển
những công nghệ xử lý nâng cao là yêu cầu cần thiết.
Hiện nay, trong nƣớc chƣa có cơng trình nào ứng dụng công nghệ MBR
trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu, đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng bể lọc sinh
học màng (Membrane Bioreactor – MBR), xem xét khả năng tái sử dụng nƣớc với
một số mục đích khác nhau theo kết quả nghiên cứu.
1.2. Nội dung nghiên cứu


Xác định thành phần, tính chất nƣớc thải dệt nhuộm;



Nghiên cứu q trình thích nghi của hệ thống MBR;



Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của mơ hình thí nghiệm MBR với các tải
trọng hữu cơ (Organic Loading Rate – OLR) khác nhau;



Đánh giá khả năng tái sử dụng nƣớc cho các mục đích sử dụng khác nhau .
2


1.3. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu quy trình MBR quy mơ phịng
thí nghiệm (lab-scale) xử lý nƣớc thải của một nhà máy dệt nhuộm công ty dệt
may Thái Tuấn.
1.4. Ý nghĩa khoa học, kinh tế, môi trƣờng của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học đáng tin cậy và có ý nghĩa
thực tế khi triển khai áp dụng công nghệ MBR xử lý nƣớc thải dệt nhuộm. Đồng
thời, kết quả cũng là một tài liệu tham khảo hữu dụng cho những nghiên cứu tiếp
theo khi áp dụng MBR cho xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
1.4.2. Ý nghĩa kinh tế


Nâng cao hiệu quả xử lý nƣớc thải dệt nhuộm;



Giảm chi phí xử lý thiệt hại, sự cố môi trƣờng;



Tái sử dụng nƣớc sau xử lý.

1.4.3. Ý nghĩa xã hội và môi trường


Hạn chế, ngăn ngừa tình trạng ơ nhiễm mơi trƣờng;



Đạt đƣợc mối quan hệ hài hòa giữa tăng trƣởng kinh tế và bảo vệ môi
trƣờng, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên;

3


CHƯƠNG II.

TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về nƣớc thải dệt nhuộm
Qui trình cơng nghệ dệt nhuộm thực hiện ở các cơ sở sản xuất nhìn chung
tƣơng tự nhau. Mặc dù khác nhau về mức độ phát triển, phụ thuộc vào trình độ kỹ
thuật, trang thiết bị, mặt hàng sản xuất của từng nơi… nhƣng về nguyên tắc chung
quy trình dệt nhuộm vẫn phải tuân thủ 4 bƣớc dƣới đây (Inoue K., 2000).
Bước 1: Chuẩn bị
Trƣớc khi nhuộm, sản phẩm nhuộm cần đƣợc làm sạch bề mặt, loại bỏ

những chất bẩn. Trong quá trình này, một số loại hồ vải và các chất kết dính tự
nhiên đƣợc sử dụng làm chất hồ chính trên bề mặt vật liệu. Tuy nhiên, sự kéo căng
bề mặt vải với tốc độ cao của những máy dệt đã tạo ra những loại chất nhƣ PVA
(polyvinyl alcohol). PVA là một chất khó phân huỷ vì là một polymer mạch dài,
do vậy rất khó tách ra khỏi nƣớc thải.
Trong q trình này cũng sử dụng các chất hố học nhƣ những tác nhân
hoạt động bề mặt, tác nhân oxy hoá hồ vải, NaOH, H2O2, NaOCl, axit axetic và
những chất phụ gia khác. Vì vậy, quá trình này thƣờng tạo ra các chất hố học khó
phân huỷ với nồng độ cao trong nƣớc thải.
Bước 2: Quá trình ngâm kiềm
Quá trình này tạo ra những sản phẩm có độ bóng cao. Thƣờng áp dụng đối
với loại vải cotton hoặc vải lụa tơ tằm. Quá trình ngâm kiềm sử dụng lƣợng lớn
NaOH, độ kiềm của nƣớc thải có giá trị pH lên tới khoảng 14, do vậy nƣớc thải
cần phải đƣợc trung hồ trƣớc khi thải ra mơi trƣờng tiếp nhận.
Bước 3: Q trình nhuộm
Đây là q trình chính, sử dụng các loại thuốc nhuộm tạo màu cho vải. Sợi
vải đƣợc xử lý bằng thuốc nhuộm, dung dịch các phụ gia hữu cơ để tăng khả năng
gắn màu. Thuốc nhuộm có thể là phân tán, hoàn nguyên hoặc những loại khác.
4


Loại thuốc nhuộm sử dụng phụ thuộc vào loại vải, sợi vải và các đặc tính cần có
của sản phẩm nhƣ: độ bền màu, độ bền với ánh sáng, bền nhiệt… Quá trình này
cũng tạo ra những loại chất thải khác nhau tuỳ thuộc vào loại thuốc nhuộm sử
dụng nhƣ thuốc nhuộm phân tán, sunfua, indanthren hay napton theo yêu cầu sản
phẩm và nguyên liệu vải. Do vậy nƣớc thải có thành phần các chất với nồng độ
dao động và có độ màu cao. Ngồi ra do tính đa dạng của thuốc nhuộm nên các
loại chất thải này thƣờng rất khó nhận biết.
Bước 4: Hồn thiện sản phẩm
Q trình hồn thiện là quá trình thực hiện một số yêu cầu bổ sung nhƣ làm

mềm vải, chống thấm cho vải, chống vi khuẩn, chống côn trùng, chống cháy, tăng
độ bền … Do vậy, một vài loại hoá chất và chất tổng hợp đã đƣợc sử dụng nhƣ
silicon, acrylic, urêthan và florin. Hầu hết những loại hố chất này là chất khó
phân huỷ, đặc biệt khi chúng phản ứng với những hợp chất khác có mặt trong nƣớc
thải.
Các loại hố chất sử dụng trong ngành dệt nhuộm có thể phân thành hai
loại: (1) Thuốc nhuộm, là hố chất chính mang màu đã lựa chọn, khơng thể thay
thế đƣợc trong q trình nhuộm, và (2) Các hoá chất khác là chất trợ dùng nhƣ
chất trợ giúp cho tất cả các khâu của qui trình dệt nhuộm, bao gồm chất trợ nấu,
trợ tẩy, trợ nhuộm, trợ in hoa và trợ hoàn tất.
2.1.1. Giới thiệu về thuốc nhuộm hữu cơ
Màu nhuộm là những hợp chất hữu cơ có màu gốc thiên nhiên và tổng hợp,
chúng rất đa dạng về màu sắc và chủng loại, có khả năng nhuộm màu nghĩa là bắt
màu hay gắn màu trực tiếp cho các vật liệu khác.
Thuốc nhuộm tổng hợp rất đa dạng về thành phần hóa học, màu sắc và
phạm vi sử dụng, cho đến nay trên thế giới đã tổng hợp đƣợc 13.000 loại thuốc
nhuộm hơn 27.000 tên thƣơng mại khác nhau. Tùy theo cấu tạo, tính chất và phạm
vi sử dụng mà ngƣời ta chia thuốc nhuộm thành các họ, các loại khác nhau.
Về cấu tạo hóa học, nói chung tất cả các hợp chất vịng thơm đều hấp thu
năng lƣợng điện từ nhƣng chỉ có những chất hấp thu ánh sáng trong vùng khả kiến
5


là có màu. Cấu tạo của phân tử thuốc nhuộm bao gồm các nhóm mang màu và các
nhóm tăng màu. Các nhóm mang màu (chromophore) là hệ điện tử khơng cố định
của nối đôi liên hợp nhƣ –C=C-, -C=C-, -C=O, -N=N-, -NO2 và các vịng quinoid.
Các nhóm tăng màu (auxochrome) là các nhóm thế làm tăng cƣờng màu của nhóm
mang màu bằng việc thay đổi năng lƣợng của hệ điện tử -NH3, - COOH, -SO3H và
–OH.
Trên cơ sở của cấu trúc hóa học hoặc nhóm mang màu, thuốc nhuộm đƣợc

phân loại thành khoảng 20 – 30 họ thuốc nhuộm khác nhau. Trong đó thuốc
nhuộm azo là họ thuốc nhuộm quan trọng nhất và có số lƣợng lớn nhất, chiếm
khoảng 60 – 70% số lƣợng các thuốc nhuộm tổng hợp. Các họ thuốc nhuộm quan
trọng còn lại gồm antraquinon (khoảng 15%), triarylmetan (khoảng 3%) và
phtaloxyanin (khoảng 2%).
Để phân loại thuốc nhuộm, ngồi phƣơng pháp phân loại hóa học trên đây,
ngƣời ta còn dùng phƣơng pháp phân lớp kỹ thuật dựa vào tính chất cơng nghệ sử
dụng chúng để nhuộm in hoa các sản phẩm dệt, da, giấy… Theo cách phân lớp
này, thì những thuốc nhuộm tuy đƣợc xếp cùng một họ theo phân loại hóa học có
thể nằm ở các lớp khác nhau theo phân lớp kỹ thuật thuốc nhuộm chủ yếu gồm :
Thuốc nhuộm axit (acid dyes); Thuốc nhuộm trực tiếp (direct dyes); Thuốc nhuộm
phân tán (disperse dyes); Thuốc nhuộm cầm màu (mordant dyes); Thuốc nhuộm
azoic (thuốc nhuộm azo không tan); Thuốc nhuộm bazo (basic dyes); Thuốc
nhuộm hoạt tính (reactive dyes).
Trong q trình nhuộm với thuốc nhuộm hoạt tính, sự thủy phân của các
nhóm hoạt tính là một phản ứng khơng mong muốn vì sẽ làm giảm hiệu suất sử
dụng thuốc nhuộm. Sau quá trình nhuộm, khoảng 20 – 50% lƣợng thuốc nhuộm
hoạt tính sử dụng cịn lại trong dung dịch nƣớc nhuộm và đi vào dịng thải. Vì vậy
tác nhân tạo màu dòng thải của các xƣởng nhuộm chủ yếu là do việc sử dụng thuốc
nhuộm hoạt tính.
Về mặt mơi trƣờng, thuốc nhuộm có thể đƣợc phân loại là thuốc nhuộm
ion-hịa tan trong nƣớc và thuốc nhuộm ion-khơng hịa tan trong nƣớc. Thuốc
nhuộm bazơ là thuốc nhuộm cation. Thuốc nhuộm axit, trực tiếp và hoạt tính là các
6


thuốc nhuộm anion. Thuốc nhuộm phân tán, cầm màu có độ hòa tan trong nƣớc
thấp. Những thuốc nhuộm này về cơ bản đƣợc xem nhƣ là thuốc nhuộm không ion
hoặc thuốc nhuộm trung hịa.
2.1.2. Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm

Các loại thuốc trong công nghiệp dệt nhuộm thƣờng bền màu vì có tính ổn
định cao. Nƣớc thải đầu ra của các quá trình nhuộm, in hoa nhìn chung nhiễm màu
nặng, chỉ số BOD5/COD rất thấp.
Tại bảng 2.1, cho thấy dao động COD trong nƣớc thải dệt nhuộm ở mức cao
795 – 6033 mg/l, TOC 2000 – 2027 mg/l…
Bảng 2.1. Thông số chất lƣợng nƣớc thải dệt nhuộm
Thông số

Đơn vị tính

Giá trị

CODT

mg/l

795 – 6033

CODS

mg/l

965 – 5722

BOD5

mg/l

100 – 720

TSS

mg/l

75 – 220

NH4+-N

mg/l

0,76 – 23,7

NO3—N

mg/l

0,26 – 11,1

TN

mg/l

7,53 – 75,2

PO43—P

mg/l

0,25 – 5,38

TP

mg/l

0,58 – 17,9

SO32-

mg/l

0,1 – 73

SO42-

mg/l

60 – 294

AOX

mg/l

0,11 – 1,05

TOC

mg/l

2000 – 2027

pH

-

6,5 – 10,9

SAS (tại λ: 420 – 600nm)

-

1,276 – 3,559

7


Các phƣơng pháp xử lý phổ biến hiện nay gồm: sinh học, hóa lý nhƣ ơxy hóa,
hấp phụ, keo tụ tạo bông bằng phèn nhôm hoặc sắt, hoặc kết hợp nhiều phƣơng pháp.
Nƣớc thải ra tuy có COD và BOD5 đạt nhƣng hiệu quả xử lý độ màu và các kim loại
nặng thƣờng không cao, lƣợng bùn sản sinh lớn ảnh hƣởng đến mỹ quan mơi trƣờng
cũng nhƣ tích lũy độc chất trong sinh vật, chi phí xử lý bùn nguy hại cao. Do vậy, cần
nghiên cứu tìm ra các biện pháp xử lý hiệu quả hơn. Một số nghiên cứu cho thấy
MBR ngoài mang lại hiệu quả xử lý độ màu khá tốt (trên 80%) còn giữ lại đƣợc các
thành phần chất hữu cơ khó phân hủy khác và lƣợng bùn phát sinh ít.

2.1.3. Các tác động mơi trường của nước thải dệt nhuộm
Nƣớc thải ngành dệt nhuộm là một trong những loại nƣớc thải gây ô nhiễm
nặng và có tác động mạnh lên mơi trƣờng do tính đa dạng, phức tạp và khơng ổn định.
Lƣu lƣợng các dịng thải tại những công đoạn của một nhà máy dệt nhuộm điển hình
trình bày tại phụ lục 3.
Con đƣờng chủ yếu để thuốc nhuộm đi vào môi trƣờng là qua nƣớc thải từ các

cơ sở dệt nhuộm. Đối với các q trình dệt nhuộm, một trong các thơng số chủ yếu để
xác định lƣợng thuốc nhuộm đi vào nƣớc thải là bậc cố định của chúng đối với loại
sợi vải tƣơng ứng.

Bảng 2.2. Hiệu quả sử dụng của các tổ hợp thuốc nhuộm/sợi vải
Loại thuốc nhuộm

Loại sợi

Bậc cố định (%)

Tỉ lệ thải bỏ (%)

Axit

Polyamit

80-95

5-20

Bazo

Acryl

95-100

0-5

Trực tiếp

Xenlulloza

70-95

5-30

Phân tán

Polyester

90-100

0-10

Len

90-98

2-10

Hoạt tính

Xenlulloza

50-90

10-50

Lƣu huỳnh

Xenlulloza

60-90

10-40

Hồn ngun

Xenlulloza

80-95

5-20

Phức kim loại

Nguồn: Đặng Tấn Phòng, 2004

8


Độc tính của thuốc nhuộm đã đƣợc các nhà khoa học trên thế giới nghiên
cứu tƣơng đối đầy đủ. Nhìn chung, thuốc nhuộm đều thuộc loại có độc tính, giá trị
LD50 của thuốc nhuộm đối với loài chuột nhắt vào khoảng 5000 mg/kg, và LD 50
đối với loài chuột hƣơng là khoảng 2600mg/kg (http ;//ntp-server.niehs.nih.gov).
Giới thiệu một số loại thuốc có thể gây ung thƣ tại phụ lục 3.
Nhiều loại thuốc nhuộm có thể thấy đƣợc trong mơi trƣờng nƣớc khi chúng
tồn tại ở nồng độ nhỏ hơn 1 mg/l, trong khi đó nồng độ thuốc nhuộm trong nƣớc
thải dệt nhuộm thƣờng dao động trong khoảng 10 – 200 mg/l, vì vậy nƣớc thải dệt

nhuộm thƣờng có độ màu cao và gây mất mỹ quan khi thải vào các nguồn tiếp
nhận. Nếu khơng đƣợc xử lý thích hợp, một số loại thuốc nhuộm có thể tồn tại bền
vững tự nhiên trong một thời gian dài, có một số thuốc nhuộm có thời gian bán
phân hủy khoảng hàng chục năm, do đó, chúng sẽ trở thành chất thải độc hại nguy
hiểm cho hệ sinh thái và có khả năng ảnh hƣởng đến con ngƣời thông qua chuỗi
thức ăn.
2.2. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm
Do bản chất phức tạp và độc tính của nƣớc thải dệt nhuộm, đến thời điểm
hiện nay các nhà khoa học trên thế giới vẫn khơng ngừng nghiên cứu để tìm các
cơng nghệ xử lý thích hợp. Các phƣơng pháp sinh học, vật lý, hóa học, hóa lý…
đều đƣợc nghiên cứu áp dụng trong các q trình tiền xử lý, xử lý chính hoặc xử lý
bậc ba để loại bỏ màu của nguồn nƣớc thải chứa thuốc nhuộm. Khuynh hƣớng xử
lý nƣớc thải nhuộm thƣờng bao gồm việc kết hợp hợp lý các phƣơng pháp với
nhau. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm quan trọng đƣợc mơ tả trong
tóm tắt sau.
2.2.1. Phương pháp hóa lý
Các biện pháp hố lý xử lý chất thải hữu cơ bao gồm các biện pháp xử lý
bằng keo tụ, xử lý bằng hấp phụ, xử lý bằng oxy hoá hoá học... Các biện pháp này
thƣờng đạt hiệu quả cao trong xử lý mà không phƣơng pháp nào thay thế đƣợc,
thời gian ngắn, diện tích mặt bằng cho hệ xử lý không lớn, tuy nhiên, nếu xử lý
triệt để giá thành xử lý tƣơng đối cao, và đôi khi sinh ra các sản phẩm phụ không
mong muốn trong quá trình xử lý.
9


Các nghiên cứu của Viện Sản Xuất Thuốc Nhuộm của Mỹ (Horing, R.H,
1978) kết luận rằng:


Nƣớc thải dệt nhuộm có thể xử lý hiệu quả BOD và khử màu khi tách riêng

hai giai đoạn xử lý này;



Khơng có biện pháp xử lý nào thỏa mãn hết tất cả các loại thuốc nhuộm,
biện pháp xử lý hiệu quả phụ thuộc vào loại thuốc nhuộm và thành phần
hóa học của mẻ nhuộm;



Nƣớc thải nhuộm loại Sulfur và khuếch tán có thể đƣợc khử bằng phƣơng
pháp keo tụ với phèn nhôm và không có hiệu quả khi dùng than hoạt tính;



Nƣớc thải nhuộm loại Azoic, acid, kiềm, hoạt tính có thể đƣợc khử màu
bằng than hoạt tính, đặc biệt rất hiệu quả đối với nƣớc thải nhuộm hoạt tính;



Ozone có thể sử dụng và khử màu hiệu quả đặc biệt đối với thuốc nhuộm
hoạt tính, nhƣng rất kém đối với thuốc nhuộm khuếch tán;



Phƣơng pháp hóa lý nhƣ keo tụ, hấp phụ than hoạt tính, ozone sẽ khơng
hiệu quả khi xử lý BOD;



Các thành phần hữu cơ của nƣớc thải nhuộm tƣơng đối dễ phân hủy sinh
học, xử lý sinh học có thể làm giảm mức BOD và COD;



Độ màu thông thƣờng sẽ khơng đƣợc xử lý hiệu quả trong q trình xử lý
sinh học do các phần tử thuốc nhuộm không bị phân hủy sinh học;



Phần tử thuốc nhuộm và các thành phần khác không gây ức chế vi sinh vật
trong quá trình xử lý sinh học;



Nƣớc thải nhuộm có thể xử lý hiệu quả BOD và độ màu bằng phƣơng pháp
sinh học và hóa lý, nhƣng phải tách riêng dịng thải, giai đoạn đầu xử lý
BOD, kế tiếp là xử lý màu.
Biện pháp xử lý màu phổ biến là phƣơng pháp keo tụ, hấp phụ bằng than

hoạt tính, oxy hóa bằng ozone, trong đó q trình đƣợc áp dụng phổ biến ở Việt
Nam là keo tụ tạo bông.

10


2.2.1.1. Phương pháp keo tụ
Phƣơng pháp keo tụ thƣờng đƣợc áp dụng trong giai đoạn tiền xử lý nƣớc
thải dệt nhuộm để xử lý một phần COD và màu trƣớc khi xử lý bằng phƣơng pháp
sinh học hoặc các phƣơng pháp khác. Chất keo tụ vô cơ thƣờng đƣợc sử dụng là

nhƣ vôi, các muối sắt, nhôm và magie.
Qua quá trình khảo sát và thí nghiệm thƣờng cho kết luận những loại thuốc
nhuộm màu xanh đều có thể khử đƣợc bằng phƣơng pháp này.
2.2.1.2. Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là hiện tƣợng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa 2
pha lỏng - khí hay lỏng - rắn. Dùng trong bƣớc xử lý bậc cao để khử các chất hữu
cơ khơng bị oxy hóa sinh học. Có thể phân chia 2 dạng hấp phụ:
 Hấp phụ hóa học
Là dạng hấp phụ mà trong đó hình thành lớp đơn phân tử chất bị hấp phụ
trên bề mặt chất rắn bằng các lực liên kết của các phân tử bề mặt có thừa hóa trị.
 Hấp phụ lý hóa
Là dạng hấp phụ mà trong đó có sự ngƣng tụ phân tử chất bị hấp phụ trong
các mao quản của chất rắn. Thơng thƣờng chất nào có phân tử lƣợng cao sẽ dễ bị
hấp phụ.
Chọn vật liệu hấp phụ và thời gian hấp phụ khác nhau tùy bản chất vật liệu
hấp phụ và đối tƣợng hấp phụ.
2.2.1.3. Phương pháp điện hóa
Phƣơng pháp điện hóa dựa trên cơ sở cho dịng điện qua nƣớc thải thơng
qua các điện cực, trong đó, tại anot kim loại sẽ bị hòa tan dần và giải phóng ion
kim loại vào dung dịch, các ion này hoạt động với vai trò của một tác nhân keo tụ
các thành phần hữu cơ trong nƣớc thải, đồng thời khí hydro giải phóng từ catot
đóng vai trị nhƣ một tác nhân tuyển nổi và kéo các hạt kết tủa hoặc dạng keo lên
bề mặt dung dịch.

11


Phƣơng pháp điện hóa với điện cực nhơm hoặc sắt là một công nghệ xử lý
hiệu quả độ màu, BOD, COD, TOC, chất rắn hòa tan, chất rắn lơ lửng và kim loại
nặng. Tuy nhiên, phƣơng pháp điện hóa có giá thành khá cao do tiêu tốn nhiều

năng lƣợng và tiêu hao kim loại làm điện cực.
Theo nghiên cứu phân hủy thuốc nhuộm hoạt tính bằng q trình oxy hóa
điện hóa trên điện cực titan của Tăng Bá Quang, (2009) trên nƣớc thải nhân tạo với
thuốc nhuộm azo hoạt tính kết quả cho thấy với ƣu điểm không phát sinh các chất
thải phụ nhƣ các q trình fenton, quang hóa… hóa chất sử dụng là loại rẻ tiền, dễ
kiếm… quá trình oxi hóa điện hóa là một lựa chọn khả thi cho việc xử lý hoàn toàn
độ màu và xử lý một phần COD của nƣớc thải dệt nhuộm. Quá trình oxy hóa điện
hóa với nƣớc thải thực tế cho thấy khả năng xử lý hiệu quả độ màu của nƣớc thải
với thời gian khoảng 8 giờ. Sau 24 giờ, q trình xử lý hồn tồn độ màu, 87%
COD và 54.1% TOC cùng với khả năng phân hủy sinh học của nƣớc thải đến mức
thích hợp để có thể tiếp tục xử lý bằng quá trình sinh học tiếp theo.
2.2.2. Phương pháp xử lý sinh học
Sau khi xử lý hóa lý, nƣớc thải dệt nhuộm còn nhiều chất hữu cơ hòa tan sẽ
đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp sinh học. Đối với nƣớc thải dệt nhuộm, sau khi xử
lý màu, tỷ lệ BOD5/COD ~ 0,5 nên có thể tiếp tục xử lý bằng phƣơng pháp sinh
học. Nhìn chung, có thể chia làm hai loại chính:
2.2.2.1. Phương pháp hiếu khí
Là phƣơng pháp sử dụng các vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động
sống của chúng, oxy cần đƣợc cấp liên tục và nhiệt độ thƣờng đƣợc duy trì ở
khoảng 20 đến 400 C. Trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm, phƣơng pháp hiếu khí
đƣợc sử dụng rộng rãi hơn cả.
Tùy thuộc vào tải lƣợng ơ nhiễm cịn lại sau xử lý hóa lý và tiêu chuẩn xả
thải, có thể ứng dụng một trong các quá trình: Bể lọc sinh học trƣờng hợp
BOD/COD  0,5 (Hiệu quả xử lý BOD5 = 60 – 85%); Bể bùn hoạt tính trƣờng hợp
COD cao hơn BOD5 nhiều lần (Hiệu quả xử lý BOD5 = 90 – 95%).

12


Các nghiên cứu xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp sinh học đã

đƣợc nghiên cứu rất nhiều trên thế giới theo những định hƣớng khác nhau: Sanjay
Seshadri, (1993), Xử lý chọn lọc thuốc nhuộm azo trong nƣớc thải sử dụng kỵ khí/hiếu
khí. Nghiên cứu xác định tính linh động khi sử dụng bể chứa giá thể cố định (fluidizedbed) phân tách hoàn toàn loại thuốc nhuộm này, đánh giá trên thời gian lƣu nƣớc, nồng độ
thuốc nhuộm trong nƣớc đầu vào; Ibrahim M. Banata (1996), Nghiên cứu các chủng vi
khuẩn khử màu đầu ra nƣớc thải dệt nhuộm… Nhƣng nhìn chung hiệu quả xử lý độ màu
tƣơng đối thấp, đối với nƣớc thải giả thông thƣờng cho hiệu quả xử lý cao hơn so với
những trƣờng hợp nghiên cứu trên nƣớc thải dệt nhuộm thực tế.

C. B. Shaw và đồng sự (2000) Xử lý kỵ khí/hiếu khí độ màu ở dòng ra nƣớc
thải dệt nhuộm sử dụng SBR. Có 6 pha kỵ khí/hiếu khí bố trí dạng mẻ đƣợc nghiên
cứu xử lý dạng nƣớc thải có thuốc nhuộm keo và nhuộm azo. Hiệu quả xử lý màu
khoảng 94% nhƣng có thuốc nhuộm metabolited gây ra tính thiếu ổn định trong bể.
Ilgi Karapinar Kapdan và Sabiha Alparslan, (2004) Ứng dụng hệ thống xử
lý kỵ khí - hiếu khí liên tục để để xử lý độ màu thực và COD nƣớc thải dệt
nhuộm. Một bể phản ứng kỵ khí dạng cột và một bể bùn hoạt tính đƣợc vận hành
liên tục xử lý, vật liệu xốp kim loại đƣợc bổ sung nhƣ dạng vật liệu hỗ trở trong bể
kỵ khí và vi khuẩn cố định trên vật liệu này.
Eltaief Khelifia , Hassib Bouallaguia*, Youssef Touhamia, Jean-Jacques
Godonb, Moktar Hamdia (2008), Tăng cƣờng tính khử màu nƣớc thải dệt

nhuộm và q trình phân hủy sinh học nhờ phân lập vi khuẩn và một số
chủng nấm. Nghiên cứu này đƣợc thực hiện để cô lập các chủng vi khuẩn và nấm
từ mẫu bùn lấy từ một bể xử lý khuấy liên tục nhằm xử lý vệt màu do có chứa
thuốc nhuộm dệt nƣớc thải. Có 22 chủng vi khuẩn và 4 loại nấm đƣợc phân lập và
thử nghiệm cho quá trình khử màu và phân hủy sinh học của nƣớc thải này. Các
chủng khử màu và phân hủy tốt đã đƣợc xác định là Bacillus cereus (KEB-7) và
Bacillus pumilus (KEB-10) cho vi khuẩn và alliaceus Aspergillus (KF-3) cho nấm.
Hiệu quả khử màu đã đạt đƣợc trong ba chủng này là 91%, 92% và 93%, và loại
bỏ COD 90%, 93%, và 90%. Ba chủng phân lập đƣợc sử dụng kết hợp theo nhiều
cách khác nhau để kiểm tra hiệu quả khử màu và khử COD. Kết quả cho thấy các

13