Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành dệt may là một trong những ngành công nghiệp xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, giữ vị trí thứ hai về kim ngạch xuất khẩu sau công nghiệp dầu khí (đạt mức tăng trưởng đáng kể tính đến năm 2009). Tuy nhiên, các công đoạn xử lý ướt và hoàn tất dệt may, đặc biệt là công nghệ nhuộm, phát sinh một lượng nước thải rất lớn với thành phần phức tạp. Nước thải dệt nhuộm chứa nhiều hóa chất chuyên dụng như phẩm màu, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngấm, chất tạo môi trường và chất oxy hóa.

Do đặc thù đơn hàng sản xuất và mặt hàng sợi thay đổi liên tục, lưu lượng và tính chất nước thải dao động mạnh, gây khó khăn cho quá trình xử lý. Khi xả thải ra môi trường tự nhiên, phẩm màu thừa làm giảm độ truyền quang của nước, ức chế quá trình quang hợp của hệ thực vật thủy sinh, đồng thời lớp màng chất hoạt động bề mặt cản trở sự khuếch tán oxy vào nguồn nước. Nhiều hợp chất màu tổng hợp, vòng thơm benzen, liên kết azo và kim loại nặng (như Cu, Zn, Pb, Hg, Ni, Cr, Cd) trong nước thải dệt nhuộm có tính bền vững sinh học cao, khó phân hủy và tiềm ẩn nguy cơ gây độc tính đối với hệ sinh thái và con người.

Để giải quyết độ màu, các phương pháp truyền thống như keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt, chất trợ keo tụ polymer, màng siêu lọc, hấp phụ hoặc oxy hóa nâng cao thường phát sinh nhược điểm: chi phí hóa chất cao, tạo lượng bùn thứ cấp độc hại hoặc tiêu tốn năng lượng. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài "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 của Th.S Bùi Mạnh Hà tại Trường Đại học Sư phạm TP.HCM (năm 2010) đã đặt ra hướng tiếp cận sử dụng polymer sinh học chitosan chế biến từ phế phụ phẩm vỏ tôm cua nhằm xử lý màu nhuộm.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Nghiên cứu khả năng hấp phụ màu nhuộm của chitosan đối với các dung dịch màu hoạt tính và xác định các thông số kỹ thuật tối ưu hóa quá trình hấp phụ (pH, liều lượng chất hấp phụ, nồng độ chất màu).
  2. Đánh giá, so sánh hiệu quả xử lý màu và giảm thiểu nhu cầu oxy hóa học (COD) giữa phương pháp sử dụng chitosan và phương pháp keo tụ truyền thống bằng phèn nhôm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Hai loại phẩm nhuộm hoạt tính hòa tan được sử dụng phổ biến trong các nhà máy dệt nhuộm: Sunzol Black B 150% (Reactive Black 5 - ký hiệu SBB, thuộc nhóm diazobenzen, họ vinilsulfon) và Remazol Brilliant Blue R (Reactive Blue 19 - ký hiệu RBB, thuộc nhóm antraquinon).
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát thực nghiệm trên mô hình Jar-test trong điều kiện phòng thí nghiệm đối với dung dịch phẩm màu pha nhân tạo ở dạng thủy phân hoàn toàn; theo dõi hiệu quả xử lý thông qua độ hấp thu quang phổ UV-Vis tại bước sóng cực đại, kết hợp phân tích chỉ số COD và pH.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm nền tảng

  • Cấu trúc phẩm nhuộm hoạt tính: Thuốc nhuộm hoạt tính có công thức tổng quát dạng $S-R-T-X$, trong đó $S$ là nhóm tạo độ tan trong nước (như $-\text{SO}_3\text{Na}$, $-\text{COONa}$, $-\text{SO}_2\text{CH}_3$); $R$ là nhóm mang màu (hệ vòng thơm azobenzen, antraquinon); $T$ là nhóm tạo liên kết với sợi cellulose; $X$ là nhóm thế tách ra trong quá trình nhuộm ($-\text{Cl}$, $-\text{SO}_4$, $-\text{OSO}_3\text{H}$, $-\text{NR}_2$). Trong môi trường nhuộm, phẩm nhuộm tham gia phản ứng thế thân hạch (họ triazin, pirimidin) hoặc phản ứng cộng hợp thân điện tử (họ vinilsulfon) với sợi vải, đồng thời xảy ra phản ứng thủy phân cạnh tranh làm mất hoạt tính gắn màu, dẫn đến dư lượng lớn trong nước thải.
  • Định luật Lambert – Beer: Dùng để xác định nồng độ màu thông qua độ hấp thu quang học: $$A = \varepsilon \cdot l \cdot C$$ Trong đó: $A$ là độ hấp thu quang, $\varepsilon$ là hệ số hấp thu mol, $l$ là bề dày cuvet (cm), $C$ là nồng độ chất màu (g/L hoặc mg/L).
  • Cấu trúc Chitin và Chitosan: Chitin là polysaccharide tự nhiên $\beta$-(1,4)-Poly-N-acetyl-D-glucosamine. Chitosan là sản phẩm deacetyl hóa của chitin, cấu tạo từ các mắt xích $\beta$-(1,4)-D-glucosamin với nhóm amin tự do ($-\text{NH}_2$) tại vị trí carbon C-2.
  • Cơ chế hấp phụ: Quá trình hấp phụ phẩm nhuộm hoạt tính lên chitosan diễn ra chủ yếu qua tương tác tĩnh điện giữa các nhóm amin được proton hóa của chitosan ($\text{R-NH}_3^+$) trong môi trường acid yếu và các nhóm ion mang điện tích âm của phẩm màu ($\text{Dye-SO}_3^-$), kết hợp với quá trình khuếch tán đối lưu, khuếch tán qua lớp màng lỏng và khuếch tán bề mặt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Phương pháp chuẩn bị mẫu nước: Cân chính xác $0{,}0100\text{ g}$ phẩm màu công nghiệp, hòa tan ban đầu với $80\text{ mL}$ nước cất và vài giọt $\text{NaOH } 0{,}05\text{ N}$, điều chỉnh hệ thống lên $\text{pH} = 11$, đun nóng ở $70^\circ\text{C}$ kết hợp khuấy từ trong 1 giờ để chuyển hóa hoàn toàn phẩm nhuộm về dạng thủy phân giống thực tế nước thải xả ra từ công đoạn giặt nhuộm, sau đó định mức thành $1\text{ lít}$ dung dịch gốc ($10\text{ mg/L}$).
  • Phương pháp keo tụ - hấp phụ (Jar-test): Thực nghiệm tiến hành trên thiết bị Jar-test 6 cánh khuấy:
    • Giai đoạn khuấy nhanh: $180\text{ vòng/phút}$ trong thời gian $2\text{ phút}$ để phân tán đều hóa chất xử lý.
    • Giai đoạn khuấy chậm: Giảm tốc độ xuống $60\text{ vòng/phút}$, duy trì trong $20\text{ phút}$ tạo điều kiện tiếp xúc và hình thành bông keo/tâm hấp phụ.
    • Giai đoạn lắng tĩnh: Để lắng trong $30\text{ phút}$, sau đó hút $3\text{ mL}$ phần nước trong bề mặt để đo mật độ quang.
  • Phương pháp phân tích quang phổ và hóa lý:
    • Xác định bước sóng hấp thu cực đại ($\lambda_{\max}$) và đo mật độ quang bằng Máy quang phổ UV-Vis HACH Model 5000 (dải bước sóng quét $190 - 1100\text{ nm}$, sử dụng cuvet thạch anh trong dải đo $400 - 750\text{ nm}$).
    • Đo pH bằng máy đo điện cực Mettler Toledo (Thụy Sĩ).
    • Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) bằng Máy phá mẫu COD Model ET108 của hãng Aqualytic (Đức) theo phương pháp phân tích tiêu chuẩn.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Thí nghiệm được lặp lại 3 lần để tính giá trị trung bình số học ($\bar{x}$) và độ lệch chuẩn ($S$). Hiệu suất khử màu và hiệu suất xử lý COD được tính theo công thức: $$\text{Hiệu suất khử màu (%)} = \frac{A_0 - A}{A_0} \times 100%$$ $$\text{Hiệu suất xử lý COD (%)} = \frac{B_0 - B}{B_0} \times 100%$$ (với $A_0, B_0$ lần lượt là độ hấp thu và giá trị COD ban đầu; $A, B$ là giá trị sau xử lý).

Nguồn vật liệu và hóa chất

  • Phẩm nhuộm chuẩn: Reactive Black 5 (hàm lượng chất màu chính $55%$) và Reactive Blue 19 (hàm lượng chất màu chính $50%$) từ Aldrich-Sigma.
  • Phẩm nhuộm công nghiệp: Sunzol Black B 150% và Remazol Brilliant Blue R.
  • Chất hấp phụ chitosan: Chitosan dạng vảy do Công ty Hóa Nước (Phú Nhuận, TP.HCM) cung cấp.
  • Hóa chất đối chứng: Phèn nhôm kali $[\text{K}_2\text{SO}_4\cdot\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3\cdot 24\text{H}_2\text{O}]$ dạng bột mịn ($10{,}3%\text{ Al}_2\text{O}_3$) của Công ty Hóa chất Biên Hòa.
  • Dung dịch điều chỉnh môi trường: $\text{NaOH } 0{,}1\text{ N}$, $\text{HCl } 0{,}1\text{ N}$ và nước cất 2 lần.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Phần mở đầu

Chương I thiết lập tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu trong bối cảnh nước thải dệt nhuộm tại Việt Nam có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ và độ màu cao, gây tác động tiêu cực đến môi trường nước mặt. Tác giả xác định rõ 2 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, 5 nội dung triển khai, phạm vi giới hạn trên 2 nhóm màu hoạt tính tiêu biểu (azobenzen và antraquinon), đồng thời nêu bật ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dữ liệu thực nghiệm cho chuyên ngành Công nghệ Môi trường và ý nghĩa thực tiễn trong việc tận dụng nguồn phế thải vỏ thủy hải sản để bảo vệ môi trường.

Chương II: Tổng quan

Chương tổng quan hệ thống hóa toàn diện các tài liệu lý thuyết liên quan đến hai mảng nội dung chính:

  • Phẩm màu và nước thải dệt nhuộm: Phân loại phẩm màu theo 12 lớp cấu tạo hóa học (azobenzen, antraquinon, ptalocianin, indigo, nitro...) và 11 phân lớp kỹ thuật nhuộm (hoạt tính, trực tiếp, acid, base-cation, phân tán, hoàn nguyên...). Phân tích cơ chế phản ứng gắn màu và phản ứng thủy phân của họ màu triazin, pirimidin và vinilsulfon. Đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải nhuộm theo từng công đoạn, trong đó chỉ rõ phẩm nhuộm hoạt tính có tỷ lệ gắn màu vào vải bông/visco thấp nhất ($60 - 95%$), dẫn đến lượng dư thất thoát vào nước thải cao nhất ($5 - 40%$) so với các loại phẩm màu khác.
  • Chitin và Chitosan: Nguồn gốc tự nhiên, cấu trúc hóa học, quy trình chiết xuất chitin từ vỏ tôm (gồm 4 giai đoạn: loại protein bằng $\text{NaOH } 3{,}5%$ ở $65^\circ\text{C}$ trong 2 giờ; khử khoáng canxi bằng $\text{HCl } 1\text{ N}$ trong 30 phút; chiết tách lipid bằng aceton; tẩy màu bằng dung dịch $\text{NaOCl}$) và phản ứng deacetyl hóa chitin thành chitosan bằng dung dịch $\text{NaOH } 40 - 50%$ ở $100^\circ\text{C}$ trong 30 phút. Tổng quan các ứng dụng của chitosan trong xử lý nước thải (thu hồi protein, điều hòa bùn, hấp phụ ion kim loại nặng, khử màu), nông nghiệp, dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm và công nghệ màng. Phân tích chi tiết cơ chế hấp phụ tĩnh điện và các bước khuếch tán chất màu lên bề mặt chitosan.

Chương III: Thực nghiệm

Trình bày chi tiết danh mục hóa chất, nguồn gốc vật liệu, thông số kỹ thuật của các trang thiết bị phân tích (máy quang phổ UV-Vis HACH 5000, hệ thống Jar-test, máy phá mẫu COD Aqualytic ET108, máy đo pH Mettler Toledo). Mô tả quy trình thực nghiệm từng bước bao gồm:

  • Quy trình lập đường chuẩn nồng độ - độ hấp thu của phẩm màu chuẩn ở các dải nồng độ xác định.
  • Quy trình khảo sát sự phụ thuộc của mật độ quang vào pH môi trường từ 3 đến 10.
  • Quy trình mô phỏng nước thải chứa phẩm màu hoạt tính thủy phân hoàn toàn ở $70^\circ\text{C}$ và $\text{pH} = 11$.
  • Bố trí thí nghiệm Jar-test đơn yếu tố để khảo sát ảnh hưởng của pH (từ 4 đến 8), liều lượng chitosan (từ 5 đến $25\text{ mL}$ dung dịch $100\text{ g/L}$, tương đương nồng độ từ 500 đến $2500\text{ mg/L}$), và nồng độ chất màu ban đầu ($5 - 25\text{ mg/L}$).
  • Bố trí thí nghiệm đối chứng keo tụ bằng phèn nhôm ($10%$) với nồng độ màu $2\text{ mg/L}$ ở các giá trị pH và liều lượng phèn khác nhau.
  • Phương pháp phân tích bước sóng cực đại $\lambda_{\max}$, phép đo COD và công thức toán học thống kê xử lý sai số.

Chương IV: Kết quả và thảo luận

Tác giả trình bày các dữ liệu thực nghiệm qua hệ thống bảng biểu và đồ thị:

  • Đường chuẩn và bước sóng hấp thu: Thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ phẩm màu và mật độ quang tại bước sóng hấp thu cực đại ($\lambda_{\max}$ của Reactive Black 5 là $595\text{ nm}$, Reactive Blue 19 là $592\text{ nm}$).
  • Ảnh hưởng của pH đến độ hấp thu: Khảo sát sự biến đổi mật độ quang của dung dịch màu trong khoảng pH từ 3 đến 10, chứng minh độ hấp thu có xu hướng giảm khi pH giảm và xác lập phương trình tương quan tuyến tính giữa mật độ quang và pH.
  • Tối ưu hóa các thông số hấp phụ bằng Chitosan:
    • Ảnh hưởng của pH: Hiệu suất khử màu đạt cực đại tại giá trị $\text{pH} = 6$ cho cả hai loại phẩm màu SBB và RBB do ở pH này các nhóm amin của chitosan tích điện dương tối ưu để liên kết với các gốc sulfonic âm tính của phẩm nhuộm.
    • Ảnh hưởng của liều lượng Chitosan: Nồng độ chất hấp phụ tối ưu đối với phẩm màu Reactive Black 5 ($10\text{ mg/L}$) là $1500\text{ mg/L}$ ($15\text{ mL}$ dung dịch chitosan $100\text{ g/L}$ trong $1\text{ L}$ mẫu), đối với Reactive Blue 19 ($10\text{ mg/L}$) là $2000\text{ mg/L}$ ($20\text{ mL}$ dung dịch chitosan $100\text{ g/L}$ trong $1\text{ L}$ mẫu).
    • Hiệu quả xử lý: Tại các điều kiện tối ưu, độ hấp thu của dung dịch màu sau xử lý giảm trên $90%$ (dung dịch mất màu hoàn toàn bằng mắt thường), đồng thời hiệu quả giảm COD đạt khoảng $50%$.
  • Khảo sát đối chứng bằng phèn nhôm: Quá trình keo tụ dung dịch màu $2\text{ mg/L}$ bằng phèn nhôm cho hiệu suất khử màu tối đa chỉ đạt khoảng $20%$, thấp hơn đáng kể so với hiệu quả xử lý bằng chitosan.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng chính

Khóa luận đã xác định được bộ thông số công nghệ thích hợp cho quá trình xử lý màu nhuộm hoạt tính bằng chất hấp phụ sinh học chitosan:

Thông số công nghệ / Chỉ tiêu Phẩm màu Sunzol Black B 150% (Reactive Black 5) Phẩm màu Remazol Brilliant Blue R (Reactive Blue 19)
Bước sóng hấp thu cực đại ($\lambda_{\max}$) $595\text{ nm}$ $592\text{ nm}$
Giá trị pH tối ưu $6{,}0$ $6{,}0$
Liều lượng Chitosan tối ưu $1500\text{ mg/L}$ $2000\text{ mg/L}$
Nồng độ màu khảo sát tối ưu $10\text{ mg/L}$ $10\text{ mg/L}$
Hiệu suất khử màu ($\Delta A/A_0$) Giảm trên $90%$ (mất màu hoàn toàn) Giảm trên $90%$ (mất màu hoàn toàn)
Hiệu quả xử lý COD $\approx 50%$ $\approx 50%$
Hiệu suất đối chứng (Phèn nhôm) $\approx 20%$ (ở nồng độ màu $2\text{ mg/L}$) $\approx 20%$ (ở nồng độ màu $2\text{ mg/L}$)

Đóng góp của đề tài

  • Về mặt khoa học: Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm về cơ chế tương tác tĩnh điện và động học hấp phụ của polymer sinh học chitosan đối với hai nhóm cấu trúc màu hoạt tính phổ biến (azobenzen và antraquinon) ở dạng thủy phân hoàn toàn; làm rõ mối phụ thuộc của mật độ quang vào giá trị pH môi trường.
  • Về mặt thực tiễn: Chứng minh tính khả thi của việc thay thế các chất keo tụ vô cơ truyền thống (phèn nhôm có hiệu suất khử màu thấp $\approx 20%$) bằng chitosan sinh học (hiệu suất khử màu $> 90%$, khử $\text{COD} \approx 50%$). Giải pháp này mở ra hướng tận dụng hiệu quả nguồn phế phẩm vỏ tôm cua dồi dào từ ngành công nghiệp chế biến thủy sản tại Việt Nam, góp phần giảm thiểu ô nhiễm rác thải rắn và tạo ra vật liệu xử lý nước thải thân thiện với môi trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu:
    • Thí nghiệm mới được tiến hành trên dung dịch phẩm màu đơn pha nhân tạo trong phòng thí nghiệm với dải nồng độ thấp ($2 - 25\text{ mg/L}$), chưa khảo sát trên mẫu nước thải dệt nhuộm thực tế vốn chứa hỗn hợp phức tạp nhiều hệ màu, nồng độ muối vô cơ cao ($\text{NaCl}, \text{Na}_2\text{SO}_4$) và các chất trợ ngấm, trợ nhuộm khác.
    • Nghiên cứu chỉ dừng lại ở quy mô mẻ gián đoạn (Jar-test dung tích $1\text{ lít}$), chưa đánh giá trên mô hình dòng chảy liên tục hoặc quy mô pilot bán công nghiệp.
    • Chưa đi sâu khảo sát quá trình giải hấp phụ để thu hồi, tái sinh vật liệu chitosan sau khi bão hòa cũng như phương án xử lý bùn thải hữu cơ chứa phẩm màu sau keo tụ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Thử nghiệm mở rộng trên các mẫu nước thải dệt nhuộm thực tế lấy từ các cơ sở sản xuất tại TP.HCM để đánh giá ảnh hưởng của các ion cạnh tranh và chất hoạt động bề mặt.
    • Nghiên cứu công nghệ cố định hoặc biến tính chitosan (tạo hạt, màng xốp hoặc vật liệu composite) nhằm nâng cao dung lượng hấp phụ và cơ chế phân tách pha.
    • Đánh giá các phương pháp giải hấp hóa học/nhiệt để tái sinh chất hấp phụ chitosan và hoàn thiện quy trình xử lý bùn cặn sau hấp phụ.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên: Các chuyên ngành Hóa học (Hóa Hữu cơ, Hóa Môi trường), Công nghệ Kỹ thuật Môi trường và Công nghệ Dệt may có thể tham khảo quy trình thực nghiệm Jar-test, phương pháp tạo mẫu màu hoạt tính thủy phân nhân tạo chuẩn hóa và kỹ thuật đo quang phổ UV-Vis.
  • Cán bộ nghiên cứu và kỹ thuật viên môi trường: Tham khảo các số liệu định lượng về điều kiện tối ưu (pH = 6, định mức liều lượng chitosan $1500 - 2000\text{ mg/L}$) để phát triển các giải pháp keo tụ sinh học xử lý nước thải công nghiệp.
  • Các chương trình phát triển vật liệu xanh: Cung cấp tài liệu tổng quan và quy trình chiết xuất chitin, điều chế chitosan từ vỏ giáp xác phục vụ định hướng kinh tế tuần hoàn và tái chế phụ phẩm thủy hải sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài tập trung nghiên cứu trên những loại phẩm màu nào và thuộc phân lớp hóa học nào?

Khóa luận tập trung nghiên cứu hai loại phẩm nhuộm hoạt tính tan trong nước: Sunzol Black B 150% (Reactive Black 5 - ký hiệu SBB) thuộc nhóm diazobenzen, họ vinilsulfon; và Remazol Brilliant Blue R (Reactive Blue 19 - ký hiệu RBB) thuộc nhóm antraquinon.

2. Tại sao tác giả phải tạo mẫu nước màu ở dạng thủy phân hoàn toàn trước khi thí nghiệm?

Trong thực tế công nghệ nhuộm dệt may, một lượng lớn phẩm nhuộm hoạt tính bị thủy phân bởi phản ứng cạnh tranh với nước và kiềm ($S-R-T-X + \text{OH}^- \rightarrow S-R-T-\text{OH} + X^-$). Ở dạng thủy phân này, phẩm màu mất khả năng gắn kết với sợi vải, tan rất bền trong nước và theo nước thải ra ngoài, là dạng phẩm màu khó xử lý triệt để nhất. Do đó, tác giả đun nóng mẫu ở $70^\circ\text{C}$, $\text{pH} = 11$, khuấy từ trong 1 giờ để mô phỏng chính xác trạng thái thực tế của nước thải dệt nhuộm.

3. Điều kiện tối ưu để chitosan đạt hiệu quả khử màu cao nhất được xác định là bao nhiêu?

Các thông số tối ưu được xác định qua thực nghiệm gồm: giá trị $\text{pH} = 6$; liều lượng chitosan $1500\text{ mg/L}$ đối với phẩm màu Reactive Black 5 và $2000\text{ mg/L}$ đối với Reactive Blue 19 (ở nồng độ màu khảo sát $10\text{ mg/L}$).

4. Hiệu quả xử lý của chitosan vượt trội hơn phèn nhôm như thế nào trong nghiên cứu này?

Khi xử lý dung dịch phẩm màu ở nồng độ khảo sát, chitosan giúp giảm độ hấp thu quang trên $90%$ (dung dịch mất màu hoàn toàn) và giảm khoảng $50%$ chỉ số COD. Trong khi đó, thí nghiệm đối chứng sử dụng phèn nhôm keo tụ chỉ đạt hiệu suất khử màu khoảng $20%$.

5. Cơ chế hấp phụ màu nhuộm hoạt tính của chitosan diễn ra như thế nào?

Trong môi trường acid loãng (tối ưu tại pH = 6), các nhóm amin ($-\text{NH}_2$) trong mạch polymer chitosan bị proton hóa thành cation $-\text{NH}_3^+$. Các tâm tích điện dương này tạo lực hút tĩnh điện mạnh mẽ với các nhóm mang điện tích âm sulfonic ($-\text{SO}_3^-$) trên phân tử phẩm nhuộm hoạt tính ($\text{R-NH}_3^+ \dots ^-\text{O}_3\text{S-Dye}$), kết hợp với quá trình khuếch tán bề mặt để kéo các phân tử màu lắng xuống khỏi dung dịch.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Hồng Hà đã khảo sát thực nghiệm thành công quá trình khử màu hai loại phẩm nhuộm hoạt tính đại diện (Reactive Black 5 và Reactive Blue 19) bằng chất hấp phụ sinh học chitosan. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính tối ưu của chitosan tại môi trường $\text{pH} = 6$ với hiệu suất làm mất màu đạt trên $90%$ và khử $\text{COD} \approx 50%$, vượt trội hoàn toàn so với chất keo tụ phèn nhôm truyền thống ($\approx 20%$). Đề tài cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm quan trọng, chứng minh tiềm năng ứng dụng nguồn phế phụ phẩm vỏ thủy sản vào công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm thân thiện với môi trường.