Giới thiệu dự án

Ngành dệt may Việt Nam với bề dày lịch sử phát triển hơn một thế kỷ đã khẳng định vị thế là một trong những trụ cột kinh tế và xã hội hàng đầu, giữ vị trí thứ hai về kim ngạch xuất khẩu quốc gia (đạt trên 9 tỷ USD năm 2009 và liên tục tăng trưởng mạnh). Tuy nhiên, quy trình xử lý ướt và kỹ thuật nhuộm hoàn tất tiêu thụ một lượng nước khổng lồ (dao động từ $150 - 400 \text{ m}^3$ trên một tấn sản phẩm), đồng thời phát sinh khối lượng lớn nước thải phức tạp chứa hóa chất trợ, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất oxy hóa và đặc biệt là các phẩm màu hữu cơ khó phân hủy sinh học.

Đặc tính nguy hại nhất của nước thải dệt nhuộm nằm ở hàm lượng màu dư thừa. Do tỷ lệ gắn màu vào xơ sợi không đạt tuyệt đối (thuốc nhuộm hoạt tính chỉ đạt tỷ lệ gắn $60 - 95%$, đồng nghĩa $5 - 40%$ lượng phẩm màu bị rửa trôi trực tiếp ra nguồn nước), nước thải có độ màu và nhu cầu oxy hóa học (COD) rất cao. Khi xả thải chưa qua xử lý triệt để, phẩm màu ngăn cản sự thâm nhập của ánh sáng mặt trời, ức chế quang hợp của thủy sinh vật, gây suy thoái hệ sinh thái nước và đe dọa trực tiếp đến sức khỏe con người qua các hợp chất thơm, dẫn xuất azobenzen có khả năng gây đột biến gen và ung thư.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                  VẤN ĐỀ Ô NHIỄM NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM                     |
|  - Nước thải phát sinh: 150 - 400 m3/tấn sản phẩm                       |
|  - Thất thoát phẩm nhuộm hoạt tính: 5 - 40% nồng độ ban đầu             |
|  - Hạn chế của phèn nhôm: Hiệu suất keo tụ màu thấp (~20%), bùn vô cơ độc|
+-------------------------------------------------------------------------+
                                    |
                                    v
+-------------------------------------------------------------------------+
|                    GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT: CHITOSAN                          |
|  - Biopolymer tự nhiên chiết xuất từ phế thải vỏ tôm/cua                |
|  - Cơ chế: Proton hóa nhóm -NH2 thành -NH3+ hấp phụ nhóm -SO3- của màu  |
|  - Mục tiêu: Khử màu > 90%, giảm COD ~50%, thân thiện sinh thái         |
+-------------------------------------------------------------------------+

Đề tài khóa luận tốt nghiệp: "Nghiên cứu quá trình khử màu nước thải dệt nhuộm bằng chất hấp phụ Chitosan" do sinh viên Nguyễn Thị Hồng Hà thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Th.S Bùi Mạnh Hà tại Trường Đại học Sư phạm TP.HCM (kết hợp hỗ trợ thực nghiệm tại Bộ môn Hóa Môi trường - Đại học Sài Gòn) được xây dựng nhằm giải quyết triệt để bài toán xử lý màu nhuộm hoạt tính bằng vật liệu sinh học tái tạo.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

  1. Khảo sát và tối ưu hóa các điều kiện thực nghiệm ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ/keo tụ phẩm nhuộm của chitosan, bao gồm giá trị $\text{pH}$ môi trường ($3 - 10$), liều lượng chất hấp phụ ($500 - 2500 \text{ mg/L}$) và nồng độ chất màu ban đầu ($5 - 25 \text{ mg/L}$).
  2. Đánh giá động học và hiệu suất phân hủy độ màu (thông qua phổ hấp thụ UV-Vis tại bước sóng cực đại $\lambda_{\max}$) và mức độ giảm thiểu chỉ số COD trên hai loại phẩm nhuộm hoạt tính điển hình: Sunzol Black B 150% (Reactive Black 5 - SBB) và Remazol Brilliant Blue R (Reactive Blue 19 - RBB).
  3. Tiến hành thử nghiệm đối chứng trực tiếp với tác nhân keo tụ truyền thống là phèn nhôm ($\text{K}_2\text{SO}_4\cdot\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3\cdot 24\text{H}_2\text{O}$) nhằm làm rõ tính ưu việt của chất hấp phụ sinh học.

Phạm vi và giới hạn

  • Đối tượng khảo sát: Nước thải dệt nhuộm mô phỏng chứa phẩm màu hoạt tính dạng thủy phân hoàn toàn ($S\text{--}R\text{--}T\text{--OH}$), đại diện cho hai nhóm cấu trúc quan trọng nhất: Diazobenzen (Reactive Black 5) và Antraquinon (Reactive Blue 19).
  • Quy mô thực nghiệm: Quy mô phòng thí nghiệm (Batch scale) sử dụng thiết bị Jar-test 6 cánh khuấy tiêu chuẩn và hệ thống trắc quang phổ UV-Vis.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng công nghệ khử màu

Hiện nay, các công nghệ khử màu nước thải dệt nhuộm bao gồm quá trình oxy hóa nâng cao (Fenton, Ozone), lọc màng (RO, NF), xử lý vi sinh và keo tụ hóa học bằng muối kim loại.

Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Chi phí vận hành
Keo tụ phèn vô cơ (Al/Fe) Chi phí hóa chất ban đầu rẻ, thiết bị đơn giản Hiệu suất kém với màu tan ($<30%$), phát sinh lượng bùn kim loại độc hại lớn Trung bình
Oxy hóa bậc cao (AOPs) Xử lý triệt để, phân hủy hoàn toàn màu Tiêu hao hóa chất và năng lượng lớn, nguy cơ tạo sản phẩm phụ độc hại Rất cao
Lọc màng (RO/NF) Nước sau xử lý đạt độ tinh khiết cao, tái sử dụng được Nghẹt màng nhanh do cặn hữu cơ, chi phí đầu tư và thay thế màng đắt đỏ Cao
Hấp phụ sinh học (Chitosan) Nguồn gốc tự nhiên, hiệu suất cao ($>90%$), bùn dễ phân hủy sinh học Phụ thuộc vào dải $\text{pH}$, cần tối ưu hóa liều lượng Thấp - Tối ưu

Yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW

  • Must Have (Bắt buộc): Đạt hiệu suất khử độ màu $\ge 90%$ tại dải $\text{pH}$ tối ưu; giảm thiểu $\ge 40%$ chỉ số COD; xác định chính xác bước sóng hấp thu cực đại ($\lambda_{\max}$) của phẩm nhuộm.
  • Should Have (Nên có): Quy trình điều chế và hòa tan dung dịch chitosan ổn định nồng độ $100 \text{ g/L}$; cơ chế keo tụ - tạo bông lắng nhanh trong vòng $30 \text{ phút}$.
  • Could Have (Có thể mở rộng): Tái sinh vật liệu hấp phụ bằng dung dịch kiềm hoặc axit loãng để thu hồi chất màu.
  • Won't Have (Không thực hiện trong giai đoạn này): Thiết kế module xử lý liên tục pilot-scale tại nhà máy công nghiệp.
flowchart TD
    A["Nước thải dệt nhuộm (Chứa màu hoạt tính thủy phân)"] --> B["Điều chỉnh pH tối ưu (pH = 6.0)"]
    B --> C["Bổ sung dung dịch Chitosan (1500 - 2000 mg/L)"]
    C --> D["Khuấy nhanh Jar-test (180 rpm - 2 phút)"]
    D --> E["Khuấy chậm tạo bông keo (60 rpm - 20 phút)"]
    E --> F["Lắng trọng lực (30 phút)"]
    F --> G["Phân tích UV-Vis tại Lambda_max"]
    F --> H["Đo đạc kiểm chuẩn COD"]
    G --> I["Nước trong tách màu (>90% loại bỏ)"]
    H --> J["COD giảm ~50%"]

Cơ sở khoa học và tương tác phân tử

Chitosan là dẫn xuất deacetyl hóa của Chitin (poly $\beta$-(1$\rightarrow$4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose) với mức độ deacetyl hóa (DD) đạt $70 - 100%$. Trong môi trường axit loãng ($\text{pH} \le 6.0$), các nhóm amino tự do ($-\text{NH}_2$) trên mạch polymer của chitosan bị proton hóa chuyển thành cation mang điện tích dương:

$$\text{Chitosan--NH}_2 + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{Chitosan--NH}_3^+$$

Phân tử phẩm nhuộm hoạt tính hòa tan trong nước phân ly thành các anion mang điện tích âm do sự hiện diện của các nhóm sulfonic ($-\text{SO}_3^-$):

$$\text{Dye--SO}_3\text{Na} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Dye--SO}_3^- + \text{Na}^+$$

Quá trình liên kết diễn ra nhờ lực hút tĩnh điện mạnh mẽ và tương tác cầu nối polymer:

$$\text{Chitosan--NH}_3^+ + \text{Dye--SO}_3^- \longrightarrow \left[ \text{Chitosan--NH}_3^+ \cdots {}^-\text{O}3\text{S--Dye} \right]{\text{kết tủa}}$$

  Cấu trúc tương tác bề mặt:
  [Polymer Backbone]--NH3+  <==== (Lực hút tĩnh điện) ====>  -O3S--[Cấu trúc mang màu Dye]

Thông số thiết bị và vật liệu nghiên cứu

  • Thiết bị quang phổ: Máy so màu quang phổ UV-Vis HACH DR5000 (dải bước sóng $190 - 1100 \text{ nm}$, cuvet thạch anh quang lộ $10 \text{ mm}$).
  • Thiết bị phản ứng keo tụ: Máy Jar-test 6 vị trí cánh khuấy điều khiển vi xử lý.
  • Đo COD & pH: Máy phá mẫu COD Aqualytic ET108 (Đức) và máy đo pH Mettler Toledo chuẩn hóa 3 điểm.
  • Hóa chất: Chitosan vảy (Công ty Hóa Nước TP.HCM); phẩm nhuộm chuẩn Sigma-Aldrich gồm Reactive Black 5 (độ tinh khiết $55%$, $\text{C}{26}\text{H}{21}\text{N}5\text{Na}4\text{O}{19}\text{S}6$) và Remazol Brilliant Blue R ($50%$, $\text{C}{22}\text{H}{16}\text{N}_2\text{Na}2\text{O}{11}\text{S}_3$); phèn nhôm kỹ thuật ($\text{Al}_2\text{O}_3 \ge 10.3%$).

Implementation và kết quả

Quy trình thực nghiệm chuẩn hóa

  1. Chuẩn bị mẫu phẩm nhuộm thủy phân: Để mô phỏng chính xác nước thải dệt nhuộm thực tế, phẩm nhuộm công nghiệp được xử lý thủy phân nhằm phá vỡ liên kết vinylsulfon hoạt động:
    • Hòa tan $0.0100 \text{ g}$ phẩm màu vào $80 \text{ mL}$ nước cất, kiềm hóa bằng $\text{NaOH } 0.05\text{N}$ lên $\text{pH} = 11$.
    • Gia nhiệt đẳng nhiệt ở $70^\circ\text{C}$, khuấy từ liên tục trong $60 \text{ phút}$, định mức thành $1.0 \text{ L}$ dung dịch chuẩn $10 \text{ mg/L}$.
  2. Quy trình vận hành Jar-test:
    • Giai đoạn hòa trộn nhanh (Coagulation): $180 \text{ vòng/phút}$ trong $2 \text{ phút}$.
    • Giai đoạn phản ứng chậm tạo bông (Flocculation): $60 \text{ vòng/phút}$ trong $20 \text{ phút}$.
    • Giai đoạn lắng tĩnh (Sedimentation): $30 \text{ phút}$.
  3. Phân tích trắc quang: Lấy $3.0 \text{ mL}$ dung dịch sau lắng ở lớp nước mặt, tiến hành quét mật độ quang $A$ tại $\lambda_{\max} = 595 \text{ nm}$ (đối với SBB) và $\lambda_{\max} = 592 \text{ nm}$ (đối với RBB).
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|               THUẬT TOÁN TÍNH TOÁN HIỆU SUẤT XỬ LÝ QUANG PHỔ                      |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|  1. Thiết lập đường chuẩn Lambert-Beer:                                            |
|        A = epsilon * l * C                                                        |
|  2. Tính hiệu suất khử màu (Color Removal Efficiency):                            |
|        H_color (%) = [ (A_0 - A_t) / A_0 ] * 100%                                 |
|  3. Tính hiệu suất giảm thiểu COD:                                                |
|        H_COD (%) = [ (COD_0 - COD_t) / COD_0 ] * 100%                             |
|  4. Xử lý thống kê (Độ lệch chuẩn với n = 3 lần lặp):                             |
|        S = sqrt( sum(x_i - mean_x)^2 / (n - 1) )                                  |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Dữ liệu thực nghiệm và kết quả tối ưu hóa

Quá trình khảo sát đơn biến đã thu thập tập dữ liệu thực nghiệm toàn diện về sự phụ thuộc của độ màu vào $\text{pH}$, hàm lượng Chitosan và nồng độ chất màu ban đầu:

Thông số khảo sát Dải khảo sát Giá trị tối ưu (SBB) Giá trị tối ưu (RBB) Hiệu suất khử màu ($H%$)
Giá trị pH $3.0 - 10.0$ $\text{pH} = 6.0$ $\text{pH} = 6.0$ $92.4 \pm 0.8%$
Hàm lượng Chitosan $500 - 2500 \text{ mg/L}$ $1500 \text{ mg/L}$ $2000 \text{ mg/L}$ $94.6 \pm 0.5%$
Nồng độ màu đầu vào $5 - 25 \text{ mg/L}$ $10 \text{ mg/L}$ $10 \text{ mg/L}$ $>90.0%$
Chỉ số COD nước thải Trước & sau xử lý Giảm từ $68 \rightarrow 34 \text{ mgO}_2/\text{L}$ Giảm từ $62 \rightarrow 30 \text{ mgO}_2/\text{L}$ $\approx 50.0%$ 
Hiệu suất khử màu theo pH (%)
100 |                  * (pH=6: 94.6%)
 80 |          *              *
 60 |   *                            *
 40 |                                       *
 20 |__________________________________________
      3.0     4.0     5.0    6.0    7.0    8.0   9.0   10.0  (pH)

Thử nghiệm đối chứng với phèn nhôm

Khi áp dụng phèn nhôm ($\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3\cdot 18\text{H}_2\text{O}$) xử lý dung dịch phẩm màu ở nồng độ $2 \text{ mg/L}$ tại các dải $\text{pH}$ và liều lượng khác nhau, hiệu suất keo tụ màu tối đa chỉ đạt xấp xỉ $20.0%$. Nguyên nhân do cấu trúc màu hoạt tính thủy phân chứa nhiều nhóm tan cực mạnh ($-\text{SO}_3^-$), lực liên kết hydro với nước lớn khiến các bông hydroxide nhôm $[\text{Al}(\text{OH})_3]_n$ không thể hấp phụ và kết tụ hiệu quả, chứng minh sự vượt trội vượt bậc của Chitosan.

Đổi mới và đóng góp

  1. Chuyển hóa phế phụ liệu thủy sản thành vật liệu xử lý môi trường: Tận dụng nguồn phế thải vỏ tôm, cua từ ngành chế biến thủy sản xuất khẩu của Việt Nam để sản xuất vật liệu keo tụ sinh học có giá trị kinh tế cao, giải quyết đồng thời hai bài toán ô nhiễm chất thải rắn và nước thải công nghiệp.
  2. Khắc phục nhược điểm của chất keo tụ vô cơ: Trong khi phèn nhôm và phèn sắt tạo ra lượng bùn thải chứa kim loại nặng độc hại khó xử lý, bùn tạo ra từ quá trình keo tụ bằng Chitosan hoàn toàn hữu cơ, có khả năng phân hủy sinh học tự nhiên hoặc tái chế làm chất cải tạo đất.
  3. Hiệu năng xử lý phẩm màu hoạt tính vượt trội: Đạt hiệu suất khử màu trên $90%$ đối với cả hai nhóm cấu trúc khó xử lý bậc nhất là Diazobenzen và Antraquinon, vượt gấp $4.5$ lần so với phương pháp keo tụ bằng phèn nhôm truyền thống ở cùng điều kiện so sánh.
Chỉ tiêu đánh giá Keo tụ Phèn Nhôm Than hoạt tính (AC) Keo tụ Hấp phụ Chitosan
Hiệu suất khử màu hoạt tính Thấp ($15 - 25%$) Khá ($70 - 80%$) Rất cao ($> 90%$)
Hiệu quả xử lý COD $15 - 20%$ $40 - 50%$ $\approx 50%$
Tốc độ lắng bông cặn Trung bình ($45 - 60 \text{ min}$) Cần lọc tách pha Nhanh ($20 - 30 \text{ min}$)
Đặc tính bùn thải Chứa ion $\text{Al}^{3+}$ độc hại Khó tái sinh tại chỗ Bùn sinh học tự phân hủy
Mức độ ăn mòn thiết bị Gây chua nước, ăn mòn Trung tính An toàn, không ăn mòn

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản tích hợp vào trạm xử lý nước thải dệt nhuộm

Quy trình hấp phụ bằng Chitosan có thể tích hợp trực tiếp vào module hóa lý bậc hai hoặc xử lý nâng cao (Polishing step) trong hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm hiện hữu:

[Nước thải dệt nhuộm thô] 
       |
       v
[Bể điều hòa & Kiềm hóa] 
       |
       v
[Bể trung hòa & Chỉnh pH = 6.0] 
       |
       v
[Bể phản ứng keo tụ (Châm Chitosan 100 g/L)] 
       |
       v
[Bể lắng Lamella / Tuyển nổi DAF] =====> [Bùn sinh học hữu cơ] -> (Ủ compost vi sinh)
       |
       v
[Nước trong đạt QCVN 13-MT:2015/BTNMT (Cột A)]

Đánh giá hiệu quả kinh tế và mở rộng quy mô

  • Chi phí nguyên liệu: Vỏ tôm phế thải tại các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long có nguồn cung dồi dào, giá thành thu mua thấp. Chi phí sản xuất chitosan kỹ thuật ước tính thấp hơn $30 - 40%$ so với việc nhập khẩu các loại polymer polyacrylamide (PAM) hay than hoạt tính chất lượng cao.
  • Lộ trình triển khai:
    • Giai đoạn 1 (Phòng thí nghiệm): Hoàn thiện tối ưu hóa thông số Jar-test trên mẫu thực tế đa hợp phần ($1 - 3 \text{ tháng}$).
    • Giai đoạn 2 (Pilot 5 - 10 $\text{m}^3/\text{ngày}$): Lắp đặt hệ thống định lượng tự động kiểm soát $\text{pH}$ và cánh khuấy biến tần tại nhà máy dệt nhuộm ($3 - 6 \text{ tháng}$).
    • Giai đoạn 3 (Công nghiệp hóa): Tích hợp toàn diện vào trạm xử lý $500 - 1000 \text{ m}^3/\text{ngày}$.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Độ tan phụ thuộc vào pH: Chitosan tự nhiên chỉ tan tốt trong môi trường axit loãng ($\text{pH} \le 6.0$). Khi $\text{pH} > 7.0$, các nhóm $-\text{NH}_3^+$ bị khử protonation trở lại thành $-\text{NH}_2$, làm mất điện tích dương và giảm đáng kể hiệu lực keo tụ.
  • Liều lượng sử dụng: Dạng vảy thô yêu cầu liều lượng tương đối cao ($1500 - 2000 \text{ mg/L}$) để hình thành mạng lưới bắt giữ hạt màu hoàn chỉnh.

Hướng nghiên cứu mở rộng

  • Biến tính hóa học Chitosan: Tổng hợp dẫn xuất tan trong nước ở dải $\text{pH}$ rộng như Carboxymethyl Chitosan (CMC) hoặc Quaternized Chitosan (chitosan bậc bốn gắn gốc trimetylammonium) nhằm mở rộng hoạt tính keo tụ lên dải $\text{pH } 4.0 - 10.0$.
  • Chế tạo vật liệu composite từ tính: Cố định Chitosan lên hạt nano oxit sắt từ ($\text{Fe}_3\text{O}_4@\text{Chitosan}$), cho phép thu hồi nhanh chất hấp phụ bằng từ trường ngoài mà không cần qua bể lắng trọng lực cồng kềnh.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên chuyên ngành Hóa học/Môi trường: Nắm vững phương pháp luận nghiên cứu hấp phụ - keo tụ, kỹ thuật xây dựng đường chuẩn trắc quang UV-Vis theo định luật Lambert-Beer và quy trình vận hành Jar-test chuẩn mực.
  • Kỹ sư vận hành hệ thống xử lý nước thải: Tiếp cận giải pháp công nghệ xanh thay thế phèn nhôm/phèn sắt, giải quyết triệt để sự cố màu nước đầu ra không đạt chuẩn xả thải.
  • Doanh nghiệp Dệt may & Chế biến Thủy hải sản: Hình thành chuỗi liên kết kinh tế tuần hoàn (Circular Economy): Phế phẩm ngành thủy sản trở thành nguyên liệu đầu vào xử lý chất thải cho ngành dệt may.
  • Nhà nghiên cứu khoa học: Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn về hằng số hấp phụ, cơ chế tương tác giữa nhóm vinylsulfon/azobenzen với mạch polysaccharide tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao pH = 6 lại là giá trị tối ưu nhất cho quá trình khử màu bằng Chitosan?

Tại $\text{pH} = 6.0$, các nhóm amino ($-\text{NH}_2$) của chitosan được proton hóa tối đa thành dạng cation $-\text{NH}_3^+$ ($\text{pK}_a$ của chitosan xấp xỉ $6.3 - 6.5$), tạo lực hút tĩnh điện cực đại với các nhóm mang điện âm $-\text{SO}_3^-$ của phẩm màu. Nếu $\text{pH} < 4$, nồng độ $\text{H}^+$ dư cạnh tranh vị trí hấp phụ và làm tan một phần bông keo; nếu $\text{pH} > 7$, chitosan bị mất điện tích dương, hiệu suất xử lý giảm mạnh.

2. Có thể tái sử dụng bùn thải Chitosan sau khi hấp phụ màu không?

Có. Do liên kết tĩnh điện giữa $-\text{NH}_3^+$ và $-\text{SO}_3^-$ có tính thuận nghịch ở các điều kiện môi trường khác nhau, có thể giải hấp phụ (desorption) bằng cách ngâm bùn trong dung dịch kiềm loãng ($\text{NaOH } 0.1\text{N}$) để thu hồi phẩm màu và tái sinh khung polymer chitosan cho các chu kỳ xử lý tiếp theo.

3. Tại sao phèn nhôm lại kém hiệu quả đối với thuốc nhuộm hoạt tính?

Thuốc nhuộm hoạt tính sau khi thủy phân tồn tại dưới dạng phân tử hòa tan hoàn toàn với độ phân cực rất cao. Phèn nhôm khi thủy phân tạo hydroxide $\text{Al}(\text{OH})_3$ chỉ hoạt động tốt với các hạt keo lơ lửng kỵ nước thông qua cơ chế cuốn bắt cặn, hoàn toàn không có tương tác tĩnh điện đặc hiệu và mạng polymer dài như Chitosan, dẫn đến hiệu suất keo tụ chỉ đạt khoảng $20%$.

4. Quy trình pha chế dung dịch Chitosan dự trữ (Stock Solution) được thực hiện như thế nào?

Cân chính xác lượng chitosan vảy khô, hòa tan trong dung dịch axit axetic loãng ($1.0 - 2.0% \text{ CH}_3\text{COOH}$) kết hợp khuấy cơ học với tốc độ $300 \text{ vòng/phút}$ trong $2 - 4 \text{ giờ}$ cho đến khi thu được dung dịch keo đồng nhất, trong suốt, đạt nồng độ $100 \text{ g/L}$ trước khi châm vào hệ Jar-test.

5. Chi phí hóa chất xử lý bằng Chitosan so với hệ oxy hóa bậc cao (Fenton) chênh lệch ra sao?

Mặc dù chi phí Chitosan tính trên $1 \text{ kg}$ hóa chất nguyên liệu có thể cao hơn muối $\text{FeSO}_4$, nhưng quy trình không tiêu tốn lượng lớn $\text{H}_2\text{O}_2$ đắt tiền, không đòi hỏi hạ $\text{pH}$ xuống $3.0$ rồi nâng lại $\text{pH } 8.0$ bằng xút, giúp tiết kiệm từ $35 - 50%$ tổng chi phí hóa chất vận hành thực tế.

Kết luận

Công trình khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Hồng Hà đã chứng minh thành công tính khả thi và hiệu quả vượt trội của việc ứng dụng chất hấp phụ sinh học Chitosan trong xử lý nước thải dệt nhuộm chứa phẩm màu hoạt tính. Với hiệu suất khử màu đạt trên $90%$ và loại bỏ $50%$ COD ở điều kiện tối ưu ($\text{pH} = 6.0$, liều lượng $1500 - 2000 \text{ mg/L}$), giải pháp này mở ra hướng đi bền vững cho ngành công nghệ môi trường tại Việt Nam: tận dụng phế thải thủy sản để bảo vệ nguồn tài nguyên nước quốc gia. Các đơn vị dệt nhuộm và kỹ sư môi trường có thể ứng dụng trực tiếp các thông số kỹ thuật thực nghiệm này để cải tiến hệ thống xử lý nước thải hướng tới mô hình kinh tế xanh tuần hoàn.