I. Tổng quan về nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo polymer khâu mạch bằng công nghệ bức xạ để hấp phụ chất nhuộm và cố định vi sinh vật có khả năng phân hủy chất hữu cơ gây ô nhiễm. Mục tiêu chính là tạo ra vật liệu có khả năng hấp phụ cao và chế phẩm vi sinh hiệu quả trong xử lý nước thải công nghiệp. Công nghệ bức xạ được coi là phương pháp sạch, không gây ô nhiễm môi trường, và có thể tạo ra các vật liệu có tính năng đặc biệt như độ trương nước cao, bền cơ học, và khả năng hấp phụ chất ô nhiễm.
1.1. Vai trò của polymer khâu mạch
Polymer khâu mạch được tạo ra từ các polyme tự nhiên như tinh bột, chitosan và polyme tổng hợp như PVA, PEO, HPA. Vật liệu này có độ trương nước cao và khả năng hấp phụ chất nhuộm trong nước thải. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng vật liệu này có thể hấp phụ các chất màu như Red phenol và Eriochrome Blue SE với hiệu suất đáng kể.
1.2. Ứng dụng của vi sinh vật
Vi sinh vật được cố định trên vật liệu polymer có khả năng phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy như chất nhuộm. Các chủng vi sinh vật được phân lập từ nước thải và dung dịch Red phenol, sau đó được cố định trên vật liệu để tăng hiệu quả xử lý. Chế phẩm vi sinh này có thể hấp phụ và phân hủy chất màu trong nước thải với hiệu suất cao.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp chiếu xạ gamma để tạo ra vật liệu polymer khâu mạch. Các vật liệu được chế tạo từ hỗn hợp polyme tự nhiên và tổng hợp, sau đó chiếu xạ với liều lượng 5 kGy. Khả năng hấp phụ chất nhuộm được đánh giá thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và ứng dụng thực tế. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như pH, thời gian xử lý, và hàm lượng vật liệu cũng được nghiên cứu chi tiết.
2.1. Chế tạo vật liệu polymer
Vật liệu polymer khâu mạch được chế tạo từ hỗn hợp PVA, tinh bột, PEO, HPA, và chitosan. Sau khi chiếu xạ, vật liệu có độ trương nước khoảng 100 g/g và khả năng hấp phụ chất nhuộm đạt trên 20 mg/g. Các thí nghiệm xác định độ trương và hàm lượng gel của vật liệu cũng được thực hiện để đảm bảo chất lượng.
2.2. Phân lập và cố định vi sinh vật
Các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy chất nhuộm được phân lập từ nước thải và dung dịch Red phenol. Sau đó, chúng được cố định trên vật liệu polymer để tạo thành chế phẩm vi sinh. Khả năng hấp phụ và phân hủy chất màu của chế phẩm này được đánh giá thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và ứng dụng thực tế.
III. Kết quả và ứng dụng
Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu polymer khâu mạch và chế phẩm vi sinh có khả năng hấp phụ và phân hủy chất nhuộm trong nước thải với hiệu suất cao. Vật liệu HN2 và TBKM.vs đã được ứng dụng thành công trong xử lý nước thải tại các xưởng nhuộm ở Hà Nội. Quy trình kỹ thuật xử lý nước thải chứa chất nhuộm cũng được xây dựng và đánh giá khả năng ứng dụng thực tế.
3.1. Hiệu quả hấp phụ chất nhuộm
Vật liệu polymer khâu mạch HN2 và TBKM.vs có khả năng hấp phụ chất nhuộm như Red phenol và Eriochrome Blue SE với hiệu suất trên 80%. Các yếu tố như pH, thời gian xử lý, và hàm lượng vật liệu ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hấp phụ. Kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn của vật liệu trong xử lý nước thải công nghiệp.
3.2. Ứng dụng thực tế
Nghiên cứu đã ứng dụng thành công vật liệu và chế phẩm vi sinh trong xử lý nước thải tại các xưởng nhuộm ở Hà Nội. Quy trình kỹ thuật xử lý nước thải chứa chất nhuộm đã được xây dựng và đánh giá khả năng ứng dụng thực tế. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý cao và khả năng tái sử dụng vật liệu.
