Đặt vấn đề Trong những năm qua, ngành công nghiệp dệt may Việt Nam đã có những bước phát triên mạnh mẽ và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tăng trưởng của nền kinh tế [1]. Trong tất cả các mặt hàng công nghiệp xuất khẩu hiện nay, dệt may là ngành có kim ngạch xuất khẩu và tốc độ tăng trưởng cao và là một trong những ngành hàng xuất khâu chủ lực, giữ vai trò quan trọng đối với sự tăng trưởng của nền kinh tế, chiếm 12 - 16% tổng kim ngạch xuất khâu của cả nước. Kim ngạch xuất khâu hàng dệt may của Việt Nam trong năm 2018 đã đạt trên 36 tỷ USD, chiếm khoảng 14%. Do đó, ngành dệt may hiện sử dụng khoảng ba triệu lao động công nghiệp, chiếm tỷ trọng trên 10% so với lao động công nghiệp cả nước.
Như vậy, ngành dệt may đóng một vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam [1]. Song song với sự phát triển là van dé 6 nhiễm môi trường phát sinh từ quá trình sản xuất. Theo số liệu của Bộ Tài nguyên và Môi trường, ngành dệt may và nhuộm tại Việt Nam thải ra khoảng 90-100 triệu m nước thải mỗi năm. Trong đó, khoảng 70-80% lượng nước thải này không qua xử lý đạt chuẩn trước khi xả thải ra môi trường.
Một khảo sát tại các khu công nghiệp dệt nhuộm lớn ở Việt Nam cho thấy, 90% các doanh nghiệp trong ngành chưa có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn [1]. Hang năm ngành dệt nhuộm thải vào môi trường một lượng lớn nước thải với nồng độ ô nhiễm cao do chưa đầu tư hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm đạt chuẩn hoặc hệ thống bị hư hỏng, chưa cải tạo kịp thời. Do đó, cần có sự phát triển của các công nghệ xử lý vừa khả thi về mặt kinh tế vừa có thể phân hủy hiệu quả các chat 6 nhiễm để đạt quy chuẩn hiện hành. Nước thải chưa được xử lý đạt quy chuẩn nếu phát thải sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và con người.
Đối với môi trường nước thì ngoài việc gây ảnh hưởng trực tiếp đến nước ngầm, nước thải khi chảy ra kênh rạch và các vùng cửa sông sẽ làm đảo lộn môi trường nước quanh khu vực này. Tính chất nguồn nước sạch thay đổi do bị ô nhiễm từ các loại hóa chất độc hại, các hợp chất hữu cơ phân hủy và các loại vi sinh vật có hại cho sức khỏe con người. Nguồn nước sạch nghiễm nhiên thành nguồn lây bệnh cho quần thê sinh vật xung quanh và ảnh hưởng trực tiếp đến con người chúng ta. Đối với môi trường không khí thì nước thải khi không được xử lý sẽ bốc mùi hôi thối, đặc biệt là các chất sau khi phân hủy tạo thành khí độc như HaS hoặc COa gây hiệu ứng nhà kính.
Mùi hôi thối sẽ gây ảnh hưởng rất nhiều đến cuộc sống sinh hoạt hằng ngày của người dân. Điều này sẽ gây các bệnh liên quan đến đường hô hấp, bệnh về phổi cũng vì thế mà tăng lên đáng kể [2]. Đối với môi trường đất thì nước thải khi không được xử lý hoặc xử lý không đúng cách được thải ra ngoài sẽ ngắm xuống lòng đất, khi con người trồng trọt tại khu vực ô nhiễm này các thành phần hóa học độc hại sẽ thấm vào các loại cây trồng gây thay đổi thành phần dinh dưỡng, tồn đọng các chất độc hại. Ngoài ra khi thắm xuống mạch nước ngầm sẽ gây nên những hệ quả khôn lường, đặc biệt với những khu vực dân cư sử dụng nguôồn nước giếng khoan, vô tình nạp trực tiếp chất độc vào người gây nên nhiều bệnh nguy hiểm [2] [3].
Nước thải dệt nhuộm thường chứa những độc tố mà các quá trình xử lý cơ học, hóa lý, sinh học xử lý không triệt để được chất ô nhiễm này. Do đó cần phải có phải có phương pháp tối ưu để loại bỏ triệt để các độc tố, hợp chất khó phân hủy trong nước thải dệt nhuộm. Các quá trình oxy héa nang cao (AOPs) lần đầu tiên được được đề xuất vào những năm 1980 dé xử lý nước uống và sau đó đã được nghiên cứu rộng rai để xử lý các loại nước thải khác nhau. Trong AOPs xử lý nước thải, các gốc hydroxyl (-OH) hoặc gốc sunfat (SO¿-—) được tạo ra đủ lượng dé loại bỏ các chất hữu cơ khó phân hủy, chất gây ô nhiễm hữu cơ, các độc tố.
trong nước thải [4]. Các quá trình oxy hóa bậc cao giúp loại bỏ hiệu quả các hợp chất ô nhiễm mà sau xử lý nước thải dệt nhuộm bằng các phương pháp truyền thống chưa loại bỏ được. Chính vì thế, việc tiến hành xử lý nước thải đệt nhuộm bằng phương pháp kết hợp các quá trình oxy hóa bậc cao là nhiệm vụ cấp bách để xử lý nước thải dệt nhuộm đạt quy chuẩn hiện hành. Trên cơ sở đó, đề tài “Wghiên cứu kết hợp các quá trình oxy hóa bậc cao xử lý nước thải dệt nhuộm được tiễn hành bởi tôi.
Nghiên cứu này có thể được xem là một tiền đề để ứng dụng các quá trình oxy hóa bậc cao xử lý nước thải dệt nhuộm một cách rộng rãi hơn.2 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài được thực hiện nhằm hướng đến mục tiêu tìm ra loại phương pháp và các điều kiện vận hành tốt nhất dé xử lý ô nhiễm (độ màu và COD) của nước thải đệt nhuộm bằng phương pháp kết hợp các quá trình oxy hóa bậc cao. Các điều kiện vận hành tốt được xác định bằng phương pháp Ozone, Peroxone, Ozone kết hợp với xúc tác.3 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu bao gồm những nội dung sau: - _ Nội dung 1: Chế tạo xúc tác - _ Nội dung 2: Xây dựng mô hình xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp kết hợp các quá trình oxy hóa bậc cao -_ Nội dung 3: Thử nghiệm xử lý ô nhiễm (độ màu và COD) của nước thải đệt nhuộm bằng phương pháp kết hợp các quá trình oxy hóa bậc cao +_ Nội dung 3.1: Khảo sát hiệu quả xử lý ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm bằng Ozone +_ Nội dung 3.2: Khảo sát hiệu quả xử lý ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp Peroxone (Ozone + H›Oz) +_ Nội dung 3.3: Khảo sát hiệu quả xử lý ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm bằng Ozone + xúc tác Fe€OOH +_ Nội dung 3.4: Khảo sát hiệu quả xử lý ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm bằng H›Oa + xúc tác FeOOH +_ Nội dung 3.5: Khảo sát hiệu quả xử lý ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm bang Ozone + H20> + xtic tác FeOOH 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Các đối tượng của nghiên cứu bao gồm: -_ Nước thải dệt nhuộm - Khi Ozone, xtic tac FEOOH, H202 1.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu được giới hạn ở quy mô phòng thí nghiệm. Mô hình xử lý nước thải dệt nhuộm tự tạo được đặt tại phòng thí nghiệm Viện Môi Trường và Tài Nguyên - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. Thời gian tiễn hành nghiên cứu từ 01/2024 đến 06/2024 1.5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài cung cấp các dữ liệu về khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp kết hợp các quá trình oxy hóa bậc cao.
Nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp, tạo cơ sở khoa học để ứng dụng rộng rãi công nghệ AOPs trong xử lý nước thải dệt nhuộm tại Việt Nam.2 Ý nghĩa thực tiễn Việc nghiên cứu xử lý nước thải đệt nhuộm có ý nghĩa thiết thực và to lớn đối với môi trường và nhất là sức khỏe của con người. Trong các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm, AOPs là một phương pháp có nhiều tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng vào việc xử lý ô nhiễm màu và COD trong nước thải của các ngành công nghiệp dệt may hiện đang gây ô nhiễm môi trường, gây ảnh hưởng đến môi trường sống xung quanh và sức khỏe của con người. Từ đó, việc loại bỏ ô nhiễm từ nước thải góp phần cải thiện chất lượng nguồn nước và nâng cao sức khỏe con người.6 Tính mới của đề tài Việc nghiên cứu các phương pháp AOPs riêng lẻ để xử lý nước thải dệt nhuộm đã được nghiên cứu nhiều.
Tuy nhiên nghiên cứu kết hợp AOPs để cải thiện, tăng cường hiệu quả xử lý các hợp chất khó phân hủy trong nước thải dệt nhuộm vẫn chưa được quan tâm. Đề tài được tiễn hành với chất xúc tác kết hợp với AOPs cũng như thực hiện thay đổi các điều kiện về tác nhân oxy hóa, điều kiện vận hành nhằm để xử lý ô nhiễm nước thải dệt nhuộm. CHUONG 2: TONG QUAN 2.1 Tổng quan về nước thải dét nhudm [5] Ngành dệt nhuộm là ngành công nghiệp đa sản phẩm, được áp dụng nhiều quy trình sản xuất khác nhau, trong đó nhiều hóa chất và nguyên vật liệu được sử dụng. Nước thải dệt nhuộm đặc biệt nước thải từ công đoạn nhuộm có chứa các chất hữu cơ khó phân hủy, độ màu và độ ô nhiễm cao, có độc tính đối với con người và sinh vật.
Vì vậy xử lý nước thải dệt nhuộm đề đạt quy chuân đang là van dé cấp thiết. Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác nhau. Nguyên liệu chủ yếu là xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải cotton và vải pha. Ngoài ra còn sử dụng các nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm để sản xuất các mặt hàng tương ứng.
Lượng hoá chất sử dụng trong ngành dệt nhuộm cũng rất đa dạng. Các công đoạn tốn hóa chất trong quá trình đệt nhuộm chủ yếu đến từ quá trình nhuộm vải bao gồm thuốc nhuộm và các hóa chất trợ nhuộm. Một số loại thuốc nhuộm và chất phụ trợ thường được sử dụng trong công nghệ dệt nhuộm của nhà máy như: thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm cation và thuốc nhuộm axit. Nguồn gốc và thành phần nước thải phụ thuộc vào: công nghệ sản xuất, đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất của thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và các hóa chất khác được sử dụng.
Nguồn nước thải chủ yếu phát sinh trong quá trình kéo sợi, hồ sợi, nhuộm, giặt tây và vệ sinh trang thiết bị nhuộm. Công nghệ dệt nhuộm và nguồn gốc phát thải từ quá trình sản xuất ngành dệt nhuộm được thể hiện qua Hình 2. I ' Nguyên liệu đầu vào t--m — Kéo sợi, chải he ke pm Ân ma ơn TE Nước thải chứa hồ ` : — Tỉnh bột,ph h ới kg be LÔ "`.