Đặt vấn đề Ngành công nghiệp dét nhuộm có nhiều bước tiến mạnh mẽ và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng của nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp dệt, vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải dệt nhuộm gây ra cũng ngày cảng nghiêm trọng. Trong đó, methylene blue là thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến trong công nghiệp đệt nhuộm. Không chỉ gây ô nhiễm về màu sắc, mà còn là tác nhân gây ô nhiễm môi trường và sức khỏe con người, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của động thực vật, gây ra xáo trộn vi sinh vật ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nước.
Nhiều phương pháp được ứng dụng để xử lý nước thải dét nhuộm như keo tụ, oxi hóa nâng cao, công nghệ màng. Nhưng những phương pháp này thường có chi phí xử ly rất cao, dé tạo ra các chat thải thứ cấp. Trong khi đó, phương pháp sử dụng vật liệu hap phụ lại có chi phí thấp, hiệu quả cao, dé vận hành. Từ đó, ngày càng nhiều nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ thân thiện với môi trường điển hình là than sinh học từ nhiều loại sinh khối khác nhau như rơm rạ, lõi ngô, vỏ điềumai dương, tre.
Cây mai dương (Mimosa pigra L.) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Trung Mỹ, du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thé ky 20, nhưng từ thập niên 1980 loài cây này mới phát triển mạnh mẽ va có mặt ở hau hết các tinh ở nước ta. Day là đối tượng cỏ đại nguy hiểm khó phòng trừ, tốc độ lây lan nhanh chóng. Vì vậy việc tận dụng cây mai dương làm nguồn nguyên liệu chế tạo than sinh học để xử lý nước thải đệt nhuộm sẽ mang lại ý nghĩa rất lớn cho môi trường và nền kinh tế nước ta. Trong khuôn khổ của khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Sinh học và Môi trường đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Methylene blue trong nước thai bằng than sinh học từ cây mai dương (Mimosa Pigra L.)” được thực hiện với mục đích xử lý màu xanh (Methylene blue) trong nước thải nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường.
Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu khả năng tạo than sinh học mai dương (Mimosa pigra L.) trong điều kiện phòng thí nghiệm. Đánh giá khả năng sử dụng than sinh học từ cây mai đương dé loại bỏ methylene blue trong nước thải thực tế. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Xác định đặc điểm cấu trúc, thành phan của than sinh học từ cây mai dương (Mimosa pigra L. Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng hiệu quả xử lý màu khi thay đổi các yếu tố ảnh hưởng đến kha năng hap phụ (Nồng độ MB, khối lượng than, thời gian).
Nội dung 3: Đánh giá hiệu quả xử lý màu xanh trong nước thải thực tế. TONG QUAN TÀI LIEU 2. Tổng quan về ngành dệt nhuộm 2. Tình hình kinh tế ngành dệt nhuộm Ngành dệt nhuộm là ngành công nghiệp truyền thống của nước ta, đã có lịch sử rất lâu đời.
Ngành dệt nhuộm Việt Nam đã và đang có những bước phát triển mạnh mẽ và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tăng trường của nền kinh tế. Theo thống kê của Tổng cục Thống kê Việt Nam, sản xuất dét nhuộm đã đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế Việt Nam, với tông giá trị sản xuất năm 2020 đạt khoảng 32,5 ty USD, chiếm khoảng 13% tổng sản phẩm công nghiệp của quốc gia. Trong đó, sản xuất vải dét chiếm khoảng 62%, sản xuất vải nhuộm chiếm khoảng 37% và sản xuất sợi chỉ chiếm khoảng 1%. Nhờ chính sách đổi mới, Việt Nam đã có hơn 72 doanh nghiệp nhà nước, 40 doanh nghiệp tư nhân, 40 dự án liên quan và 100% vốn đầu tư nước ngoài liên quan đến lĩnh vực dét nhuộm, thu hút nguồn lao động góp từ đó quyết việc làm và phù hợp với những nước có nén kinh tế đang phát triển như chúng ta (Hiệp hội dệt may Việt Nam).
Trong tat cả các mặt hàng công nghiệp xuất khẩu hiện nay, dệt may là nganh có kim ngạch xuất khâu và tốc độ tăng trưởng cao nhất chiếm 12 — 16% tổng kim ngạch xuất khẩu cả nước. Trong 4 tháng đầu năm 2023 xuất khẩu hàng dệt may đạt 11,2 tỷ USD kim ngạch xuất khẩu, tăng 17,2% so với cùng kỳ. Dang nói, sản phẩm dệt may của Việt Nam đã được xuất khẩu sang 66 quốc gia, vùng lãnh thé với từ 47 - 50 các mặt hàng khác nhau. Trong đó, các thị trường xuất khẩu hàng đệt may trọng tâm là Hoa Kỳ với 4.2 tỷ USD, Nhật Ban 1,3 tỷ USD, các nước EU 1,2 tỷ USD, Hàn Quốc 1,2 tỷ USD, Trung Quốc 1 tỷ USD, Canada 405 triệu USD (Tổng cục Thống kê Việt Nam).
Như vậy, ngành dệt may đóng một vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam. Nước thải dệt nhuộm và sự ô nhiễm do nước thải dét nhuộm Nước thải dệt nhuộm phát sinh từ tất cả các công đoạn hồ sợi, tây trắng, làm bóng sợi, nhuộm in và hoàn tất. Vào năm 2016, ông Chandra đã ghi nhận với 10 - 15% thuốc nhuộm thải bỏ chiếm 15 - 20% tổng lượng nước thải, công nghiệp đệt nhuộm được xem là ngành ô nhiễm nhất thế giới hiện nay. Theo nghiên cứu của Sen và Demirer năm 2003, trung bình một nhà máy dét nhuộm sử dụng một lượng nước đáng kể, trong đó, lượng nước được sử dụng trong các công đoạn sản xuất chiếm 72,3%, chủ yếu là trong công đoạn nhuộm va hoàn tat sản pham.
Trong khi đó, tỷ lệ thất thoát chat tây nhuộm ra môi trường lên đến 50% (Rosli và Habibah, 2006). Nếu xét hai yếu tô lượng nước thải và thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải, ngành đệt nhuộm được đánh giá là ô nhiễm nhất trong số các ngành công nghiệp. Các chất 6 nhiễm chủ yếu có trong nước thải dét nhuộm là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, thuốc nhuộm, các chất hoạt động bề mặt, các hợp chất halogen hữu cơ và pH của nước thải cao từ 9 đến 12, do lượng kiềm trong nước thải lớn. Trong số các chất ô nhiễm có trong nước thải đệt nhuộm, thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất.
Các vấn đề về sự ô nhiễm môi trường dưới sự tác động của ngành công nghiệp tây nhuộm đã gia tăng trong nhiều năm qua. Mặc dù lĩnh vực bảo vệ môi trường đã và đang được nhà nước đặc biệt quan tâm, song một số công ty, nha máy và hầu hết các làng nghề sản xuất dệt nhuộm thủ công van xả thải trực tiếp nguồn nước thai sau sản xuất chưa qua xử lý ra các con sông, hồ, kênh, rạch gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sông và sức khỏe của người dân. Ô nhiễm nước ở Pakistan phát sinh trong quá trình tây, tây và nhuộm. Malir và Lyari là những con sông lớn trong thành phố nhận nước thải từ các ngành công nghiệp nay và chảy ra Biên A Rap.
Cả hai con sông chảy qua toàn bộ thành phố mang theo chất ô nhiễm và đồ ra biển. Các nguồn nước của Faisalabad ở Pakistan bị 6 nhiễm do xả nước thải chưa qua xử lý. Những dòng nước thải này đi vào và làm ô nhiễm con kênh chảy vào Sông Chenab (Chhokor và ctv, 2000). Công nghiệp dệt may nằm ở các vùng ven biển của Sri Lanka thải ra 7100 m nước thải trong một ngày.
BOD5 và COD của nước thải đệt nhuộm lần lượt là 4979 kg/ngày và 11310 mg/1 lớn hơn giới hạn xả thải. Tải lượng nước thải dét nhuộm ở các vùng ven biển bị ô nhiễm lớn hoặc trung bình (Azmy và ctv, 2013). Năm 2015, Dey và cộng sự đã báo cáo rằng nước của sông Kelani được nạp bởi các chat 6 nhiễm của nước thải bao gồm coliform, tổng N 7,0 - 8,0 mg/1, tổng P 0,12 - 0,03 mg/l. Đặc biệt 5000 mồ từ thuốc nhuộm vải được thải ra môi trường mỗi ngày.
Sự xuất hiện của thuốc nhuộm tổng hợp mang lại những tác động tiêu cực đến sinh vật dưới nước và sức khỏe con người khi thải trực tiếp ra môi trường. Các thuốc nhuộm bao gồm những thành phần độc hại ảnh hưởng đến màu sắc không mong muốn trong nước. Methylene blue là một trong những thuốc nhuộm được sử dụng thường xuyên nhất trong công nghiệp. Giới thiệu về methylene blue Methylene blue là một hợp chất thơm dị vòng, có công thức phân tử là CisHisN3CIS, khối lượng mol bằng 373,9 g/mol.CHa N CH: CH3 Hình 2.
Công thức cấu tao Methylene Blue. Đây là một chất rất quen thuộc được sử dụng rộng rãi trong các ngành dệt nhuộm. Methylene blue có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người như gây ra các bệnh về da, mắt, hệ tiêu hóa, đường hô hấp thậm chí có thể gây ung thư. Không những thế, nếu chất này được thải trực tiếp ra môi trường có thé gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của động thực vật, gây ra xáo trộn sự hoạt động của vi sinh vật ảnh hưởng đến kha năng tự làm sạch của nước.
Khi phân hủy sẽ sinh ra các khí độc như: NO, CO, SOa, CO2, H2S. Methylene blue nguyên chat 100 % dạng bột hoặc tinh thể (NCBD. Một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm Nước thải là loại chất thải gây ô nhiễm môi trường đáng được quan tâm hàng đầu trong các loại chất thai của ngành dét nhuộm. Vì không có số liệu về tải lượng ô nhiễm cũng như đặc tính ô nhiễm nước thải mang tính tổng quan cho ngành nên khi lựa chọn phương án ngăn ngừa giảm thiểu và xử lý nước thải cần có khảo sát nghiên cứu cụ thê cho từng trường hợp.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra các phương pháp dé xử lý nguồn nước ô nhiễm như: keo tụ, trao đồi ion, hấp phụ. Keo tụ là phương pháp rất thích hợp áp dụng cho xử lý nước thải dét nhuộm. Quá trình keo tụ có thé làm giảm đáng ké hàm lượng các chat ô nhiễm như COD, BODs, kim loại nặng và đặc biệt là độ màu. Trong phương pháp này người ta hay sử dụng các loại phèn nhôm hay phèn sắt.
Về nguyên lý thì khi đưa các chất trên vào nước sẽ tạo thành các hydroxit không tan. Trong quá trình lắng xuống các chất màu và các chất khó phân huỷ sinh học sẽ bị hấp phụ vào các bông keo này và cùng lắng xuống tạo thành bùn. Đôi khi dé tăng quá trình tạo bông và trợ lang người ta bé sung các chất trợ tạo bông như các polyme hữu cơ. Phương pháp trao đổi ion là một trong những phương pháp thường được dùng dé tách kim loại nặng từ nước thải.
Phương pháp này tách những ion không mong muốn ra khỏi dung dịch sẵn có và thay thế bằng những ion khác.