Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm bằng mô hình công nghệ sinh học kỵ khí hai giai đoạn

MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành công nghiệp dệt may đã được hình thành và phát triển hơn một thế kỷ, đã trở thành một trong những ngành công nghiệp quan trọng trong đời sống xã hội và kinh tế nước ta. Giá trị xuất khẩu ngành dệt may chỉ đứng sau công nghiệp dầu khí. Tuy nhiên ngành công nghiệp này làm phát sinh một lượng nước thải lớn và khó xử lý, gây ra nhiều vấn đề cho môi trường nước khi được xả trực tiếp vào hệ thống cống rãnh không qua xử lý. Đáng chú ý hơn, trong quá trình dệt nhuộm hàng trăm loại hoá chất khác nhau đã được sử dụng như alkyl phenol ethoxylates, ethylenediaminetetracitic acid (EDTA) và diethylenetriaminepentacetic acid (DTPA) có độc tính cao đối với môi trường. Bên cạnh đó, sự hiện diện của thuốc nhuộm trong nước ngăn cản sự xuyên thấu của ánh sáng mặt trời vào nước, làm giảm quá trình quang hợp kéo theo sự giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước và làm tăng ô nhiễm nguồn nước. Thuốc nhuộm còn có độc tính đối với nhiều loài động vật thủy sinh, màu của thuốc nhuộm làm mất vẻ mỹ quan của môi trường nước. Hơn thế nữa, trong môi trường kỵ khí, một số loại thuốc nhuộm sẽ bị khử tạo thành những vòng amin thơm, đây là những loại chất độc gây ra ung thư và biến dị cho người và động vật. Như vậy việc nghiên cứu tìm ra các quy trình để xử lý được nước thải mang màu từ các cơ sở dệt nhuộm là nhu cầu của thực tiễn sản xuất, nhằm giải quyết triệt để những tồn tại lâu nay trong nước thải từ ngành dệt nhuộm. Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm bằng mô hình công nghệ sinh học kỵ khí hai giai đoạn ” là một nhằm góp phần giảm thiểu tác động của màu từ nước thải dệt nhuộm ra môi trường bên ngoài. 1.2. MỤC TIÊU – ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Mục tiêu: Nghiên cứu khả năng và hiệu quả xử lý của mô hình kết hợp giữa sinh học kỵ khí nhiều ngăn với lọc kỵ khí dòng chảy ngược nhằm nâng cao hiệu quả xử lý màu hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm. Đối tượng: nước thải dệt nhuộm pha quy mô phòng thí nghiệm 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tổng quan cơ sở lý thuyết và thực tế áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí để xử lý nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm. - Thiết lập và chạy mô hình nghiên cứu thực nghiệm đánh giá khả năng của mô hình công nghệ kết hợp giữa sinh học kỵ khí nhiều ngăn với mô hình lọc kỵ khí dòng chảy ngược để xử lý màu trong nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm. - Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình công nghệ kết hợp trên cơ sở so sánh với các mô hình công nghệ thông dụng khác trong xử lý màu hoạt tính của nước thải dệt nhuộm. 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nước thải dệt nhuộm là một loại nước thải phức tạp về thành phần và tính chất. Mặt khác, muốn đánh giá hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm thì ta cần đánh giá ở nhiều chỉ tiêu như: pH, độ màu, độ đục, mùi, COD, BOD, SS, N, P, các kim loại nặng, . Tuy nhiên, một bài luận văn tốt nghiệp với thời gian hoàn thành trong vòng 4 tháng không thể giải quyết được tất cả các vấn đề trên. Do đó, luận văn này chỉ tập trung giải quyết các vấn đề bức xúc nhất của hầu hết các công trình xử lý nước thải dệt nhuộm tại Việt Nam đó là vấn đề xử lý màu và COD của nước thải dệt nhuộm. Về loại màu trong nước thải nhuộm, luận văn chỉ tập trung nghiên cứu nhóm màu azo hiện chiếm khoảng 50 – 70% các loại màu đang sử dụng tại Việt Nam. 1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5.1. Nghiên cứu lý thuyết - Thu thập tài liệu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu. - Điều tra khảo sát thu thập số liệu thực tế về nước thải ô nhiễm của một doanh nghiệp dệt nhuộm điển hình tại Tp.HCM. - Tổng hợp phân tích, so sánh và đánh giá lựa chọn hướng nghiên cứu phù hợp. - Phân tích đánh giá điều kiện thực tế về kỹ thuật, kinh tế, xã hội để xác định giới hạn nghiên cứu và phương án thực nghiệm. 1.5.2. Nghiên cứu thực nghiệm - Xây dựng và vận hành mô hình qui mô phòng thí nghiệm đánh giá khả năng xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm bằng công nghệ sinh học kỵ khí kết hợp giữa mô hình kỵ khí nhiều ngăn và mô hình lọc kỵ khí dòng chảy ngược. - Lập kế hoạch thực nghiệm. - Xử lý kết quả bằng Excel. 1.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.6.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả của đề tài là những dẫn liệu khoa học thực tế cho thấy cái nhìn đúng hơn về tác dụng của các vi sinh vật kỵ khí trong xử lý màu và COD trong nước thải dệt nhuộm hoạt tính, nó cũng là cơ sở khoa học để ứng dụng trong nghiên cứu để xử lý các loại màu nhuộm khác nhau. 1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn Màu là chỉ tiêu rất khó để xử lý. Các nhà máy, xí nghiệp nhuộm đang cần có quy trình công nghệ thích hợp để xử lý hiệu quả màu trong dòng thải. Muốn xử lý màu đạt chuẩn thải ra môi trường cần phải có những công nghệ tiên tiến như lọc màng, oxi hóa tuy nhiên giá thành lại rất cao. Trong khi đó, công nghệ xử lý sinh học với ưu điểm của mình là nguyên liệu rẻ, dễ tìm, hệ thống xử lý dễ vận hành, giá thành thấp nên đang ngày càng chiếm dần ưu thế. Vì vậy, kết quả nghiên cứu sẽ góp phần xây dựng quy trình xử lý phù hợp và cải tiến quy trình để nâng cao hiệu quả xử lý màu trong nước thải từ các nhà máy nhuộm. 1.7. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Màu hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm là hợp chất khó phân huỷ, khó xử lý bằng phương pháp hóa lý. Công nghệ xử lý sinh học đã phát triển và được ứng dụng rất hiệu quả trong việc xử lý loại nước thải này. Một số nghiên cứu cho thấy xử lý nước thải dệt nhuộm bằng công nghệ kết hợp giữa kỵ khí và hiếu khí mang lại hiệu quả khử COD rất cao. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng cho thấy rằng, màu của nước thải dệt nhuộm được xử lý chủ yếu ở giai đoạn kỵ khí, giai đoạn hiếu khí mang lại hiệu quả khử màu không cao. Do vậy, luận văn tiến hành nghiên cứu thí nghiệm mở rộng với mô hình sinh học kỵ khí nhiều ngăn (MCABR) với lọc kỵ khí dòng chảy ngược (UAF) liên tục để tăng hiệu quả xử lý màu và COD.