I. Xử lý nước thải thuộc da
Nước thải thuộc da là một trong những loại nước thải công nghiệp phức tạp, chứa nhiều chất ô nhiễm như COD, NH4-N, TKN, và TN. Quá trình thuộc da sử dụng nhiều hóa chất và nước, tạo ra dòng thải có tính chất khác nhau tùy thuộc vào công đoạn sản xuất. Các dòng thải từ công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, tẩy lông thường có tính kiềm, trong khi dòng thải từ công đoạn thuộc Crom lại có tính axit. Việc xử lý nước thải thuộc da đòi hỏi các công nghệ hiệu quả để loại bỏ các chất hữu cơ và dinh dưỡng, đặc biệt là nitơ và photpho.
1.1. Thành phần và tính chất nước thải thuộc da
Nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung môi hữu cơ, và các chất rắn lơ lửng (SS). Các chỉ tiêu ô nhiễm chính bao gồm COD, BOD, NH4-N, và TN. Đặc biệt, nước thải từ công đoạn thuộc Crom chứa hàm lượng Crom cao, cần được xử lý riêng trước khi hòa chung với các dòng thải khác. Việc xử lý sơ bộ bằng phương pháp hóa lý là cần thiết để loại bỏ các chất độc hại trước khi áp dụng công nghệ sinh học.
1.2. Hiện trạng xử lý nước thải thuộc da
Hiện nay, nhiều doanh nghiệp thuộc da sử dụng công nghệ aerotank truyền thống để xử lý nước thải. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý nitơ và photpho thường không ổn định, dẫn đến chi phí vận hành cao. Công nghệ SBR và các cải tiến như ICEAS đang được nghiên cứu để nâng cao hiệu quả xử lý, đặc biệt là khi kết hợp với giá thể di động.
II. Công nghệ SBR và ICEAS
Công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor) là một phương pháp xử lý nước thải theo mẻ, được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp. ICEAS (Intermittent Cycle Extended Aeration System) là một cải tiến của SBR, cho phép dòng vào liên tục, giúp ổn định nồng độ sinh khối và giảm lưu lượng bơm đầu vào. Công nghệ này đã được áp dụng thành công tại nhiều nơi trên thế giới, nhưng vẫn còn mới mẻ tại Việt Nam.
2.1. Nguyên lý hoạt động của ICEAS
ICEAS hoạt động dựa trên chu kỳ gồm các pha: sục khí, lắng, và rút nước. Khác với SBR truyền thống, ICEAS cho phép dòng vào liên tục, giúp duy trì ổn định nồng độ sinh khối trong bể. Điều này giúp tăng hiệu quả xử lý các chất hữu cơ và dinh dưỡng, đặc biệt là COD và TN.
2.2. Ứng dụng giá thể trong ICEAS
Việc sử dụng giá thể di động trong ICEAS giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý. Giá thể PVA (Polyvinyl Alcohol) đã được chứng minh là có khả năng tăng hiệu suất xử lý COD, NH4-N, và TN trong nước thải thuộc da.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng
Nghiên cứu sử dụng mô hình ICEAS với giá thể PVA đã cho thấy hiệu quả xử lý cao đối với các chỉ tiêu COD, NH4-N, TKN, và TN. Khi tải trọng tăng, hiệu suất xử lý COD và NH4-N giảm nhẹ, trong khi hiệu suất xử lý TN tăng. Giá thể PVA đã giúp cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý, đặc biệt là trong điều kiện tải trọng cao.
3.1. Hiệu suất xử lý COD và Nitơ
Kết quả nghiên cứu cho thấy, với tải trọng 1.0 kg COD/m3.ngày, hiệu suất xử lý COD đạt 83%, trong khi hiệu suất xử lý NH4-N và TKN đạt trên 70%. Giá thể PVA đã giúp tăng hiệu suất xử lý TN lên đến 60%, so với điều kiện không có giá thể.
3.2. Ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng lưu lượng đầu vào liên tục không ảnh hưởng đến khả năng lắng của bùn, nhưng có tác động đến nồng độ các chất đầu ra. Điều này khẳng định tính ưu việt của ICEAS trong việc xử lý nước thải có lưu lượng biến động.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của công nghệ ICEAS kết hợp giá thể PVA trong xử lý nước thải thuộc da. Công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất xử lý các chất hữu cơ và dinh dưỡng mà còn giảm chi phí vận hành so với các phương pháp truyền thống. Việc ứng dụng ICEAS tại Việt Nam cần được nghiên cứu và triển khai rộng rãi hơn để giải quyết bài toán xử lý nước thải công nghiệp.
4.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc ứng dụng ICEAS trong xử lý nước thải thuộc da. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để cải thiện hiệu quả xử lý tại các doanh nghiệp thuộc da, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
4.2. Hướng phát triển trong tương lai
Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các thông số vận hành của ICEAS, đồng thời khảo sát hiệu quả của các loại giá thể khác nhau. Việc kết hợp ICEAS với các công nghệ xử lý bậc cao như màng lọc sinh học cũng là một hướng nghiên cứu tiềm năng.
