Nghiên cứu nhiều giải pháp loại bỏ thuốc nhuộm từ nước thải ngành dệt may góp phần bảo vệ môi trường (30/06/2023)
Ngành công nghiệp dệt may là một trong những ngành gây ô nhiễm môi trường, do đó việc tìm kiếm các vật liệu mang tính bền vững, thân thiện với môi trường cũng như áp dụng khoa học công nghệ vào sản xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm, tận dụng các sản phẩm thừa để tái sản xuất đang là xu hướng ngày càng được quan tâm hiện nay đối với các tập đoàn, doanh nghiệp trên cả nước.
Nước thải ngành dệt may là loại nước thải ô nhiễm nặng, phát sinh từ quá trình sản xuất, gia công hàng may mặc. Nước thải ngành dệt may có hàm lượng các chất hữu cơ cao, phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hoá… Loại bỏ thuốc nhuộm từ nước thải ngành dệt may cũng là vấn đề các nước trên thế giới quan tâm. Hiện nay, trong và ngoài nước cũng đã có những nghiên cứu về việc loại bỏ thuốc nhuộm từ nước thải ngành dệt may.
Từ các nghiên cứu ngoài nước…
Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Chalmers của Thụy Điển và Viện Công nghệ Quốc gia Malaviya Jaipur của Ấn Độ nghiên cứu và phát triển một dạng vật liệu dạng bột bao gồm các tinh thể nano cellulose để lọc thuốc nhuộm từ nước thải ngành dệt may.
Từ những sản phẩm gỗ thu được là chất thải từ ngành công nghiệp bột giấy/giấy hoặc gỗ, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp xử lý bằng axit đơn giản, tạo ra điện tích âm trên bề mặt các tinh thể nano. Điều này khiến tinh thể nano hấp thụ có chọn lọc những phân tử thuốc nhuộm, đồng thời cho phép các phân tử nước đi qua.
Hơn thế nữa, khi bột tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, thuốc nhuộm bị giữ lại sẽ nhanh chóng phân hủy thành chất ít gây độc hại cho con người và môi trường. Quá trình lọc không cần sự xúc tác của áp suất hoặc nhiệt độ ở bất kỳ bước nào. Các nhà khoa học hy vọng, khi công nghệ phát triển hơn nữa, bộ lọc làm từ bột tinh thể nano cellulose có thể được đặt trong dòng nước thải đầu ra tại các nhà máy dệt.
Cơ cấu hoạt động của bộ lọc: Hệ thống thanh lọc đơn giản giống như chiếc hộp di động, được kết nối với ống dẫn nước thải. Bộ lọc cellulose sẽ hấp thụ chất độc trong nước ô nhiễm. Sau đó, ánh sáng mặt trời chiếu vào hệ thống xử lý, làm phân hủy chất gây ô nhiễm một cách nhanh chóng và hiệu quả. Đây là hệ thống đơn giản giúp tiết kiệm chi phí thiết lập và sử dụng, mang lại lợi ích to lớn cho các quốc gia không có hệ thống xử lý nước thải dệt may hoặc hệ thống kém chất lượng.
Cho đến nay, trong tất cả thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, vật liệu này đã loại bỏ tới 80% chất gây ô nhiễm thuốc nhuộm từ một số mẫu nước bị nhiễm độc. Nhóm tác giả nghiên cứu đang lên kế hoạch tăng hiệu quả bằng cách điều chỉnh các biến số như thời gian xử lý và độ pH của nước. Ngoài ra, họ có thể thêm vật liệu tương tự từ cellulose đã được phát triển trước đó để lọc các kim loại nặng gây ô nhiễm như crom.
... Đến các nghiên cứu trong nước
Hiện nay, tại Việt Nam nói chung và tỉnh Bình Dương nói riêng cũng đã có nhiều nghiên cứu nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nước thải dệt may gây ra. Điển hình như:
Đề tài Nghiên cứu điều chế vật liệu composite có nguồn gốc sinh học ứng dụng xử lý màu nước thải dệt nhuộm và kim loại nặng nước thải xi mạ đồng do ThS. Đào Minh Trung thực hiện vào năm 2019. Kết quả nghiên cứu đã xác định vật liệu keo tụ sinh học Biogum cải tiến đạt hiệu suất loại màu của nước thải giả định reactive red 3BS và nước thải nhà máy khi nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm và trên mô hình Pilot đều đạt hiệu quả xử lý cao hơn vật liệu PAC. Kết quả nghiên cứu cho thấy với nước thải dệt nhuộm giả định, vật liệu keo tụ Biogum và PAC đạt hiệu suất bằng nhau 99,97%, tuy nhiên khi ứng dụng trên nước thải nhà máy dệt nhuộm, hiệu suất loại bỏ độ màu của PAC đạt tối đa 94,10% nhưng Biogum cải tiến đạt đến 99,03%.
Đề tài Nghiên cứu điều chế than hoạt tính từ chế phẩm vỏ hạt macca bước đầu khảo sát khả năng xử lý màu nhuộm Metyl Blue do ThS. Đào Minh Trung thực hiện vào năm 2020. kết quả phân tích ảnh SEM, kết quả phân tích phổ hồng ngoại FT-IR và hiệu suất xử lý màu Methylene Blue của các vật liệu cho thấy, ở các điều kiện tối ưu than hoạt tính được hoạt hóa bởi tác nhân hóa học K2CO3 có khả năng xử lý màu MB tốt nhất so với than cốc Mắc-ca, than hoạt tính được hoạt hóa bởi tác nhân hóa học H2SO4, than biến tính bởi tác nhân hóa học H2O2 và than biến tính bởi tác nhân hóa học H2O2 từ than hoạt tính H3PO4. Kết quả thực hiện đề tài đã chứng tỏ việc ứng dụng than biến tính trong việc xử lý màu nước thải dệt nhuộm giả định là rất khả quan và là cơ sở khoa học để triển khai trong xử lý nước thải dệt nhuộm thực tế.
Đề tài Nghiên cứu ứng dụng vật liệu keo tụ sinh học gel từ hạt cây bò cạp vàng (Cassia fistula) để xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm do TS. Hoàng Lê Thụy Thùy Trang năm 2022. Tính ứng dụng của loại vật liệu này trong xử lý từ môi trường nước đã được khảo sát đối với phẩm màu RR-195, RB-19 và nước thải dệt nhuộm thực tế. Thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy hiệu quả xử lý màu phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm, pH dung dịch và liều lượng vật liệu được sử dụng. Kết quả xử lý màu ở quy mô pilot cho thấy quá trình keo tụ - tạo bông sử dụng vật liệu điều chế có thể xử lý màu đạt 92,77% đối với RR-195 và 93,83% đối với nước thải dệt nhuộm. Cơ chế chính của quá trình keo tụ - tạo bông xảy ra dựa trên quá trình hấp phụ, tương tác tạo cầu nối thông qua liên kết hydro và lực hút tĩnh điện giữa các điện tích trái dấu của vật liệu và ion màu trong dung dịch nước thải. Nghiên cứu cho thấy vật liệu sinh học điều chế từ hạt cây Bò cạp vàng mang tiềm năng lớn trong xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ - tạo bông. Việc ứng dụng vật liệu keo tụ sinh học thay thế dần vật liệu keo tụ có nguồn gốc hóa học rất khả thi và từ đó ứng dụng này cũng góp phần vào công tác bảo vệ môi trường ngày càng bền vững.
Có thể thấy, các nghiên cứu trong và ngoài nước đang được thực hiện để nhằm giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm môi trường của ngành dệt may. Để phát triển ngành dệt may theo xu hướng bền vững không chỉ cần đến trách nhiệm của các tập đoàn, doanh nghiệp trong thay đổi quy trình sản xuất, áp dụng các thành tựu khoa học công nghệ mới, hiệu quả vào sản xuất mà còn cần đến sự quan tâm của các cấp Bộ, ngành, địa phương trong xây dựng kế hoạch phát triển chung, quy hoạch các vùng nguyên liệu cũng như tạo các điều kiện tốt hơn trong nghiên cứu làm chủ khoa học công nghệ hiện đại qua đó giúp ngành Dệt may Việt Nam luôn là ngành công nghiệp trọng điểm của nước ta và giữ vững vị thế trên trường quốc tế.
Ngọc Dung