PHÂN HỦY SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGHÀNH DỆT MAY

Giới thiệuCông nghiệp hóa được coi là chìa khóa cho sự phát triển về mặt kinh tế. Đồng thời nó cũng được công nhận là nguyên nhân gốc rễ cho tình trạng môi trường hiện nay. Điều dễ hiểu là ô nhiễm môi trường là một mối đe dọa trên toàn thế giới về sức khỏe cộng đồng đã làm gia tăng các họat động nhằm khôi phục lại môi trường cho cả hai lý do kinh tế và sinh thái.

Các chất ô nhiễm độc hại được tìm thấy trong nước thải công nghiệp. Một loại đặc biệt của hóa chất tổng hợp mà mối quan tâm chính là thuốc nhuộm tổng hợp và hóa chất trung gian. Do nhu cầu của khách hàng thay đổi nhanh chóng, ngành công nghiệp dệt nhuộm và trang trí nội thất sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau. Hơn 100.000 thuốc nhuộm thương mại được biết đến và sản xuất thuốc nhuộm hàng năm trên thế giới khoảng hơn 7x105 tấn. Thuốc nhuộm gốc azo được sử dụng như là thuốc nhuộm dệt may dùng để liên kết cộng hóa trị với xơ xenlulo ( như là bông) nó được sử dụng rộng rãi vì nhiều sắc thái màu sắc, dễ sử dụng, độ bền màu tốt, tiêu thụ năng lượng ít và màu sắc rực rỡ.  Ước tính hơn 10 - 15% tổng số thuốc nhuộm được sử dụng trong qui trình nhuộm và ngành công nghiệp dệt may thải vào môi trường trong suốt quá trình tổng hợp và nhuộm. Khoảng 280.000 tấn thuốc nhuộm dệt thải ra mỗi năm trên toàn thế giới. Những dòng chất thải phát sinh từ ngành công nghiệp dệt may thì nguy hiểm và khó để phân hủy sinh học do sự hiện diện bền vững của thuốc nhuộm và chất màu. Vấn đề ô nhiễm môi trường từ ngành công nghiệp dệt may có một chiều hướng nghiêm trọng như Ấn Độ là một nhà sản xuất và xuất khẩu hàng dệt may lớn.Vấn đề môi trường của ngành công nghiệp dệt may nguyên nhân chủ yếu là do thải nước thải. Ngành dệt may có nhu cầu nước cao. Tác động lớn nhất của nó đối với môi trường liên quan đến lượng nước tiêu thụ chính yếu (80-100 m3/ tấn cho dệt thành phẩm) và xả nước thải (115-175 kg COD / tấn cho hoàn tất dệt may, nhuộm màu, một lượng lớn các hóa chất hữu cơ, muối, và phân hủy vi khuẩn thấp). Do đó, việc tái sử dụng nước thải tiêu biểu cho thách thức về kinh tế và sinh thái trong khu vực tổng thể. Tùy thuộc vào tính chất của nguyên liệu và sản phẩm, gia công dệt may sử dụng nhiều loại hóa chất. Các dòng nước thải từ các quá trình này có sự khác biệt lớn trong thành phần, các loại vải được sử dụng và thiết bị máy móc, do sự khác biệt trong các quy trình sản xuất. Chất ô nhiễm chính trong nước thải dệt may từ các quá trình hoàn tất và nhuộm. Các qui trình này đòi hỏi các loại hóa chất và thuốc nhuộm đầu vào nói chung là các hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp cuối cùng nó trở thành chất thải và là nguyên nhân gây ra ô nhiễm.Đặc điểm nước thải trong dệt mayHỗn hợp nước thải dệt may chủ yếu được đặc trưng bởi các lượng oxy vi sinh (BOD), lượng oxy hóa (COD), chất rắn không hòa tan (SS) và các chất rắn hòa tan (DS). Đặc điểm điển hình của nước thải ngành công nghiệp dệt may được trình bày trong bảng dưới đây. Bảng : Đặc điểm thành phần nước thải trong công nghiệp dệtThông số Giá trịpH 7.0 - 9.0Lượng oxy vi sinh (mg/L) 80 – 6.000Lượng oxy hóa (mg/L) 150-12.000 Tổng số chất rắn không hòa tan (mg/L) 15 – 8.000Tổng số chất rắn hòa tan (mg/L) 2.900 - 3.100Clo (mg/L) 1000 - 1600Tổng số Kjeldahl Nitrogen (mg/L) 70 - 80
 Thuốc nhuộm được thấy sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, nhưng quan trọng  hàng đầu là trong sản xuất dệt may. Ngày càng nhiều ảnh hưởng đến môi trường và theo sau là ảnh hưởng đến sức khỏe của thuốc nhuộm thải ra trong nước thải công nghiệp dệt may đang trở thành chủ đề khoa học được nghiên cứu cẩn thận. Nước thải từ ngành công nghiệp dệt may là một hỗn hợp phức tạp của nhiều chất gây ô nhiễm môi trường, từ thuốc trừ sâu clo hữu cơ đến kim loại nặng liên quan với thuốc nhuộm và quá trình nhuộm. Thiếu hiệu quả trong việc nhuộm màu, kết quả là một lượng lớn thuốc nhuộm dư hoà vào trong nước thải, trong quá trình dệt, cuối cùng là tìm thấy nó trong môi trường.Thuốc nhuộm được thấy sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, nhưng quan trọng hàng đầu là trong sản xuất dệt may.Thêm nữa, một lượng khổng lồ nước thải được tạo ra ở các giai đoạn khác nhau trong sản xuất dệt may, do việc sử dụng một lượng lớn hóa chất và thuốc nhuộm. Nước thải từ ngành công nghiệp dệt may là một hỗn hợp phức tạp của nhiều chất gây ô nhiễm môi trường như muối, axit, kim loại nặng, thuốc trừ sâu clo hữu cơ, bột màu, thuốc nhuộm ... Hàng tấn hàng dệt may cần thiết để đáp ứng với nhu cầu xã hội được sản xuất hàng ngày trong ngành công nghiệp này. Nhiều chất thải có nguồn gốc từ các hoạt động dệt và nhuộm. Điều này có thể gây tác động nghiêm trọng đến môi trường xung quanh vì sự hiện diện của các phản ứng thuốc nhuộm độc hại và màu nhuộm đậm. Ngày càng nhiều ảnh hưởng đến môi trường và theo sau là ảnh hưởng đến sức khỏe của thuốc nhuộm thải ra trong nước thải công nghiệp dệt may đang trở thành chủ đề khoa học được nghiên cứu cẩn thận. Ngành công nghiệp dệt nhuộm đang phải đối mặt với các vấn đề về an toàn xả nước thải do tính chất phức tạp và khó xử lý bằng các phương pháp thông thường. Trong những năm gần đây, sự làm phai màu sinh học sử dụng vi sinh vật tiềm năng có khả năng tẩy trắng và khử độc thuốc nhuộm tổng hợp được coi là một phương pháp đầy hứa hẹn và thân thiện với môi trường.Ngành công nghiệp dệt may tạo ra những chất thải chứa một số loại hóa chất như chất phân tán, axit, các chất cân bằng, chất trợ, chất kiềm và các loại thuốc nhuộm khác nhau. Các nhà máy dệt xả hàng ngày hàng triệu lít nước thải chưa được xử lý theo nhiều dạng của nước thải vào cống rãnh công cộng cuối cùng đổ vào những con sông. Điều này làm thay đổi độ pH, làm tăng lượng oxy vi sinh (BOD) và lượng oxy hóa (COD), và thải ra nhiều chất nhuộm trong dòng sông. Việc sử dụng các nguồn tài nguyên nước bị hạn chế và hệ sinh thái bị ảnh hưởng. Nhiều phương pháp được sử dụng trong xử lý nước thải dệt may để làm phai màu dung dịch nhuộm. Chúng bao gồm các phương pháp hóa lý như lọc, sử dụng than hoạt tính, chất kết tủa và chất làm kết tinh đặc trưng. Một số trong những phương pháp trên có hiệu quả nhưng khá tốn kém. Vi khuẩn tồn tại khắp nơi trong tự nhiên làm cho chúng trở thành những công cụ vô giá trong xử lý sinh học nước thải. Xử lý sinh học mang đến một giải pháp thay thế với chi phí rẻ hơn và thân thiện hơn với môi trường cho việc loại bỏ chất nhuộm màu trong nước thải dệt may.Xử lý sinh học nước thải dệt mayXử lý sinh học là lựa chọn thay thế kinh tế nhất khi so sánh với các quá trình hóa lý khác. Qui trình phân hủy sinh học như là thoái biến vi khuẩn, nấm, hấp phụ sinh khối vi sinh vật (sống hoặc chết) và hệ thống xử lý sinh học được áp dụng phổ biến để xử lý nước thải công nghiệp bởi nhiều vi sinh vật như men, vi khuẩn, nấm và tảo có thể tích lũy và làm suy biến nhiều chất gây ô nhiễm khác nhau. Tuy nhiên, ứng dụng của chúng thường bị hạn chế vì những giới hạn kỹ thuật. Xử lý sinh học cần có một diện tích đất lớn và bị hạn chế bởi độ nhạy cảm đối với sự thay đổi các hoạt động vào ban ngày cũng như độc tính của một số hóa chất và sự ít linh hoạt trong thiết kế và hoạt động. Xử lý sinh học là không thể đạt được sự loại bỏ chất nhuộm như mong muốn so với quá trình phân hủy sinh học thông thường hiện nay. Mặc dù nhiều phân tử hữu cơ bị suy yếu, nhiều chất khác rất bền vững vì cấu trúc hóa học phức tạp và nguồn gốc hữu cơ tổng hợp. Khuẩn hình que, vi sinh vật dạng bào tử đã cho thấy một kết quả khả thi trong việc làm suy giảm và phai màu nước thải dệt may là một trong những nguồn ô nhiễm môi trường chính trên thế giới hiện nay. Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học để phân hủy sinh học bị giới hạn chủ yếu bởi các yếu tố vật lý như độ pH, nồng độ chất nền, và nhiệt độ. Xử lý sinh học là một giải pháp thay thế có chi phí rẻ hơn và thân thiện hơn với môi trường cho việc loại bỏ chất nhuộm màu trong nước thải dệt may . Tính phổ biến của vi khuẩn tạo cho chúng là những công cụ vô giá trong xử lý sinh học nước thải.

Tài liệu tham khảo: 

1. Adel, I. Azni, S. Katayon, G. Chuah Teong. 2004. Treatment of Textile Wastewater by Advanced Oxidation Processes – A Review. Global Nest: The Int. J. Vol 6(3), pp 222-230 2. Anonymous1, Dye: Technologies for colour removal, Retrieved on September 28, 2011 from http://publicweb.unimap.edu.my/~ppkas/home/index.php/news /articles/22-dye-technologies-for-colour-removal 3. M.Vigneeswaran, B. Govindarajan1, K. Shanmugaraja and V.Prabakaran. 2010. Biotreatment for effective degradation and decoloration of textile effluent using novel spore forming Bacillus sp. Journal of Ecobiotechnology, 2 (11) 4. K. Sarayu and S. Sandhya. 2009. Potential of facultative microorganisms for biotreatment of textile wastewater. Envis Centre Newsletter Vol.7(2) 


NGUYỄN THỊ NGỌC TRẦM lược dịch từ www.fibre2fashion.com