Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành dệt may là một trong những ngành công nghiệp xuất khẩu chủ lực của Việt Nam (đạt vị trí thứ hai về kim ngạch xuất khẩu trong nhóm các ngành kinh tế năm 2009). Tuy nhiên, quá trình xử lý ướt và công nghệ nhuộm vải làm phát sinh khối lượng nước thải lớn, thành phần phức tạp và biến đổi liên tục theo quy trình công nghệ hoặc mặt hàng sản xuất. Nước thải dệt nhuộm chứa nhiều nhóm hóa chất độc hại như phẩm nhuộm dư thừa, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngấm, chất tạo môi trường và chất oxy hóa. Các loại phẩm nhuộm hoạt tính tổng hợp có độ hòa tan cao trong nước sau khi bị thủy phân, rất khó xử lý bằng các phương pháp vi sinh truyền thống. Khi xả thải ra nguồn tiếp nhận tự nhiên, độ màu cao làm giảm khả năng truyền ánh sáng vào tầng nước sâu, cản trở quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh và gây suy thoái hệ sinh thái nguồn nước tiếp nhận.

Các phương pháp xử lý hóa lý truyền thống như keo tụ bằng muối kim loại vô cơ (phèn nhôm, phèn sắt) hoặc hóa chất polyme tổng hợp thường đòi hỏi chi phí hóa chất cao, đồng thời làm phát sinh lượng bùn thải chứa kim loại khó xử lý, có nguy cơ gây độc thứ cấp cho môi trường nước và sinh vật thủy sinh. Nhằm tìm kiếm giải pháp xử lý màu nhuộm hiệu quả, chi phí thấp và thân thiện với môi trường, đề tài tập trung nghiên cứu sử dụng chitosan – một polyme sinh học có nguồn gốc từ phế thải vỏ động vật giáp xác của ngành chế biến thủy hải sản.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu khả năng hấp phụ màu nhuộm hoạt tính của chitosan và xác định các điều kiện tối ưu hóa ảnh hưởng đến quá trình xử lý (pH dung dịch, liều lượng chất hấp phụ chitosan, nồng độ phẩm nhuộm).
  2. Đánh giá và so sánh hiệu quả khử màu giữa tác nhân sinh học chitosan với phương pháp keo tụ truyền thống sử dụng phèn nhôm.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Khảo sát các đặc tính lý hóa và quang phổ của hai loại màu nhuộm hoạt tính đại diện.
  2. Tối ưu hóa các yếu tố vận hành ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ chất màu bằng chitosan trên hệ thống thử nghiệm Jar-test.
  3. Thực hiện thử nghiệm keo tụ đối chứng bằng phèn nhôm và so sánh hiệu suất khử màu, khử nhu cầu oxy hóa học (COD).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hai loại phẩm nhuộm hoạt tính đại diện cho hai nhóm cấu trúc hóa học được sử dụng phổ biến trong công nghiệp dệt may: Sunzol Black B 150% (Reactive Black 5 – ký hiệu SBB, thuộc nhóm phẩm nhuộm azobenzen/vinilsulfon) và Remazol Brilliant Blue R (Reactive Blue 19 – ký hiệu RBB, thuộc nhóm phẩm nhuộm antraquinon/vinilsulfon). Chất hấp phụ sinh học là chitosan dạng vảy có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua. Chất keo tụ đối chứng là phèn nhôm ($K_2SO_4 \cdot 3% Al_2O_3$).
  • Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm trên mẫu nước pha nhân tạo chứa phẩm nhuộm hoạt tính đã qua quy trình thủy phân hoàn toàn. Các chỉ tiêu phân tích đánh giá chủ yếu gồm độ hấp thu quang phổ UV-Vis ở bước sóng cực đại ($\lambda_{max}$), chỉ số COD và pH.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thực nghiệm

Khung lý thuyết và cơ chế hấp phụ

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết về hóa học chất màu và hóa học polyme tự nhiên:

  • Cấu trúc phẩm nhuộm hoạt tính: Phân tử phẩm nhuộm hoạt tính có công thức tổng quát $S-R-T-X$, trong đó $S$ là nhóm tạo độ tan trong nước (như $-SO_3Na$), $R$ là hệ mang màu (nhóm azobenzen $-N=N-$ hoặc nhân antraquinon), $T$ là nhóm liên kết với sợi cellulose (họ vinilsulfon, triazin, pirimidin), và $X$ là nhóm thế tách ra trong phản ứng nhuộm. Trong môi trường nước thải, phẩm nhuộm tồn tại chủ yếu ở dạng thủy phân hoàn toàn, làm tăng độ tan và gây khó khăn cho quá trình tách loại.
  • Đặc tính của Chitin và Chitosan: Chitin là polysaccharide cấu tạo từ các mắt xích N-acetyl-D-glucosamine liên kết $\beta$-(1,4)-glicozit. Chitosan là sản phẩm khử acetyl (deacetylation) của chitin, mang các nhóm amino tự do ($-NH_2$) tại vị trí carbon $C_2$. Trong môi trường acid yếu hoặc trung tính thích hợp (pH $\le$ 6), các nhóm amino của chitosan nhận proton để chuyển thành ion tích điện dương ($-NH_3^+$).
  • Cơ chế hấp phụ và keo tụ: Quá trình khử màu diễn ra thông qua tương tác tĩnh điện mạnh mẽ giữa các tâm hấp phụ tích điện dương của phân tử chitosan ($R-NH_3^+$) và các nhóm tích điện âm sulfonic ($Dye-SO_3^-$) trên mạch phân tử phẩm nhuộm. Ngoài ra, quá trình còn bao gồm các bước khuếch tán đối lưu từ pha lỏng đến màng bao quanh hạt, khuếch tán bề mặt và hấp phụ tạo phức không tan lắng xuống đáy.

Thiết bị và phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Hóa chất sử dụng: Phẩm nhuộm chuẩn Reactive Black 5 (hàm lượng chất màu chính 55%) và Reactive Blue 19 (hàm lượng chất màu chính 50%) từ hãng Sigma-Aldrich; Chitosan dạng vảy do Công ty Hóa Nước (TP. Hồ Chí Minh) cung cấp; Phèn nhôm công nghiệp của Công ty Hóa chất Biên Hòa; $NaOH$ 0,1 N, $HCl$ 0,1 N và nước cất hai lần.
  • Thiết bị đo đạc và phân tích:
    • Máy quang phổ hấp thu phân tử UV-Vis (HACH Model 5000, Hoa Kỳ) quét bước sóng 190–1100 nm, sử dụng cuvet thạch anh.
    • Hệ thống máy Jar-test 5 cánh khuấy điều chỉnh tốc độ vòng quay (Việt Nam sản xuất).
    • Máy đo pH để bàn của hãng Mettler Toledo (Thụy Sĩ).
    • Thiết bị phá mẫu COD Model ET108 của hãng Aqualytic (Đức).
  • Quy trình tạo mẫu nước thải mô phỏng: Cân chính xác 0,0100 g phẩm nhuộm công nghiệp, hòa tan trong nước cất với sự có mặt của $NaOH$ 0,05 N, điều chỉnh pH $\approx$ 11, đun nóng ở 70°C và khuấy từ liên tục trong 1 giờ để đảm bảo phẩm nhuộm chuyển hóa hoàn toàn sang dạng thủy phân, sau đó định mức thành 1 lít để tạo dung dịch gốc 10 mg/L.
  • Quy trình vận hành Jar-test: Cho 1 lít dung dịch mẫu vào becker, bổ sung tác nhân xử lý (chitosan hoặc phèn nhôm), khuấy nhanh ở tốc độ 180 vòng/phút trong 2 phút để phân tán đều hóa chất, sau đó giảm tốc độ khuấy xuống 60 vòng/phút trong 20 phút để tạo điều kiện keo tụ/hấp phụ hình thành bông cặn, để lắng tĩnh trong 30 phút, rút mẫu nước trong ở lớp mặt để đo mật độ quang và COD.
  • Phương pháp tính toán và xử lý số liệu: Mật độ quang được đo theo định luật Lambert – Beer ($A = \varepsilon \cdot l \cdot C$). Hiệu suất khử màu và COD được tính theo công thức: $$\text{Hiệu suất khử màu (%)} = \frac{A_0 - A}{A_0} \times 100%$$ $$\text{Hiệu suất xử lý COD (%)} = \frac{B_0 - B}{B_0} \times 100%$$ (Trong đó $A_0, A$ là mật độ quang trước và sau xử lý; $B_0, B$ là giá trị COD trước và sau xử lý). Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng giá trị trung bình ($\bar{x}$) và độ lệch chuẩn của 3 lần lặp lại thí nghiệm độc lập.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Phần mở đầu

Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ thực trạng ô nhiễm môi trường nước do ngành dệt may tại Việt Nam, đặc biệt là sự tồn lưu của các phẩm nhuộm hoạt tính khó phân hủy sinh học. Tác giả xác định rõ mục tiêu nghiên cứu là khảo sát khả năng hấp phụ của chitosan đối với hai loại phẩm nhuộm hoạt tính (SBB và RBB), tối ưu hóa các thông số vận hành (pH, liều lượng, nồng độ màu) và so sánh trực tiếp với phèn nhôm. Về mặt ý nghĩa khoa học, đề tài bổ sung dữ liệu thực nghiệm về cơ chế tương tác giữa polyme sinh học mang điện tích dương với phẩm nhuộm anion. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu mở ra tiềm năng tận dụng nguồn phế liệu vỏ tôm cua dồi dào từ công nghiệp chế biến thủy sản để sản xuất vật liệu xử lý nước thải giá thành thấp, an toàn sinh thái.

Chương II: Tổng quan

Nội dung chương II cung cấp tổng quan toàn diện về ba mảng lý thuyết chính:

  1. Công nghệ nhuộm và màu nhuộm: Phân tích chi tiết 12 lớp cấu tạo hóa học và 11 phân lớp kỹ thuật của phẩm nhuộm. Tập trung phân tích sâu phẩm nhuộm hoạt tính họ vinilsulfon, pirimidin và triazin, bao gồm cơ chế phản ứng thế thân hạch và cộng hợp thân điện tử với sợi bông/cellulose, cũng như phản ứng thủy phân cạnh tranh làm mất hoạt tính của phẩm nhuộm. Đánh giá mức độ phát thải vào nguồn nước theo từng nhóm phẩm nhuộm (phẩm nhuộm hoạt tính thất thoát vào nước thải từ 10% đến 40% do độ gắn màu không đạt 100%).
  2. Vật liệu Chitin và Chitosan: Trình bày cấu trúc phân tử, tính chất hóa lý, mức độ khử acetyl (DD), và quy trình công nghệ 4 bước điều chế chitosan từ vỏ giáp xác (khử protein bằng $NaOH$ 1–10%, khử khoáng canxi cacbonat bằng $HCl$ 10%, tẩy màu bằng $NaOCl$ 0,315% trong aceton, và khử acetyl bằng $NaOH$ 40–50% ở 100°C). Tác giả tổng hợp các ứng dụng của chitosan trong xử lý nước thải (thu hồi ion kim loại nặng, khử độ đục, điều hòa bùn vi sinh), nông nghiệp, công nghệ thực phẩm, dược phẩm và màng lọc.
  3. Cơ chế hấp phụ phẩm nhuộm: Làm rõ bản chất của quá trình hấp phụ vật lý (lực Van der Waals, tương tác tĩnh điện thuận nghịch) và hấp phụ hóa học (tạo liên kết bền vững). Phân tích chi tiết 3 giai đoạn khuếch tán của phân tử phẩm nhuộm từ pha lỏng vào tâm hấp phụ của chitosan, giải thích ảnh hưởng của sự proton hóa nhóm amino trong môi trường acid đến hiệu quả bắt giữ phẩm nhuộm.

Chương III: Thực nghiệm

Chương III mô tả chi tiết phương pháp bố trí thí nghiệm, trang thiết bị và hóa chất phân tích:

  • Thiết lập quy trình chuẩn bị mẫu nước thải nhân tạo đạt trạng thái thủy phân hoàn toàn tại 70°C, kiểm soát pH bằng $NaOH$ và $HCl$.
  • Xây dựng phương pháp quét phổ tìm bước sóng hấp thu cực đại $\lambda_{max}$ trên dải phổ khả kiến (400–750 nm) và lập đường chuẩn biểu diễn tương quan tuyến tính giữa nồng độ phẩm nhuộm với mật độ quang.
  • Khảo sát sự thay đổi mật độ quang của dung dịch màu trong dải pH từ 3 đến 10 nhằm loại trừ sai số quang học do pH gây ra.
  • Thiết kế các bước thực nghiệm đơn yếu tố trên hệ Jar-test để lần lượt khảo sát: ảnh hưởng của pH (từ 4 đến 8), ảnh hưởng của liều lượng chitosan (5, 10, 15, 20, 25 mL dung dịch 100 g/L), và ảnh hưởng của nồng độ phẩm nhuộm ban đầu (5, 10, 15, 20, 25 mg/L).
  • Thiết kế hệ thí nghiệm đối chứng keo tụ bằng dung dịch phèn nhôm 10% đối với dung dịch màu nồng độ 2 mg/L, khảo sát biến thiên pH (4–8) và liều lượng phèn (6–14 mL).

Chương IV: Kết quả và thảo luận

Chương IV trình bày các dữ liệu thực nghiệm thu được, thảo luận cơ chế và giải thích xu hướng biến thiên:

  • Đường chuẩn và phổ hấp thu: Xác định được đỉnh hấp thu cực đại của hai phẩm nhuộm trong vùng khả kiến. Thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính giữa độ hấp thu và nồng độ chất màu với hệ số tương quan cao ($R^2 \approx 0,9998$). Mật độ quang của phẩm nhuộm có xu hướng giảm nhẹ khi pH giảm do sự thay đổi dạng ion hóa của nhóm mang màu.
  • Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý bằng Chitosan:
    • Ảnh hưởng của pH: Hiệu suất hấp phụ đạt cực đại tại pH = 6 cho cả hai loại màu. Khi pH < 6, chitosan có xu hướng tan một phần trong môi trường acid làm tăng độ đục; khi pH > 6, mức độ proton hóa của nhóm amino giảm dần, làm suy yếu lực hút tĩnh điện với anion sulfonic của phẩm nhuộm.
    • Ảnh hưởng của liều lượng Chitosan: Nồng độ chitosan tối ưu được xác định là 1500 mg/L đối với phẩm nhuộm SBB (Reactive Black 5) và 2000 mg/L đối với phẩm nhuộm RBB (Reactive Blue 19). Sự khác biệt này được giải thích do cấu trúc phân tử của SBB chứa hai nhóm mang màu azo đối xứng mang mật độ điện tích âm cao hơn, dễ tạo liên kết với chuỗi chitosan hơn so với cấu trúc antraquinon cồng kềnh của RBB.
    • Ảnh hưởng của nồng độ phẩm nhuộm: Khả năng xử lý đạt hiệu quả triệt để nhất tại nồng độ phẩm nhuộm đầu vào 10 mg/L. Khi nồng độ màu vượt quá 15–20 mg/L, các tâm hấp phụ trên bề mặt chitosan bị bão hòa, dẫn đến độ màu dư trong dung dịch tăng lên.
  • Khảo sát đối chứng bằng phèn nhôm: Thí nghiệm keo tụ bằng phèn nhôm ở nồng độ chất màu 2 mg/L chỉ đạt hiệu suất khử màu tối đa khoảng 20% trong cùng điều kiện pH, cho thấy phèn nhôm thông thường không có khả năng keo tụ hiệu quả đối với các phẩm nhuộm hoạt tính dạng tan hoàn toàn.

Kết quả và đóng góp thực nghiệm

Kết quả định lượng chính

Dưới đây là bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật tối ưu và hiệu suất xử lý đạt được từ các thí nghiệm của khóa luận:

Thông số vận hành / Chỉ tiêu đánh giá Phẩm nhuộm Sunzol Black B 150% (SBB - Reactive Black 5) Phẩm nhuộm Remazol Brilliant Blue R (RBB - Reactive Blue 19) Thí nghiệm đối chứng (Phèn nhôm)
Cấu trúc hóa học chính Gốc Azobenzen / Vinilsulfon Gốc Antraquinon / Vinilsulfon Hóa chất vô cơ ($K_2SO_4 \cdot 3% Al_2O_3$)
Giá trị pH tối ưu 6,0 6,0 6,0
Liều lượng tác nhân tối ưu 1500 mg/L (15 mL dd 100 g/L / L mẫu) 2000 mg/L (20 mL dd 100 g/L / L mẫu) 10–12 mL dd 10% / L mẫu
Nồng độ phẩm nhuộm thích hợp 10 mg/L 10 mg/L 2 mg/L (khảo sát ở nồng độ thấp)
Hiệu suất khử màu (UV-Vis) > 90% (Dung dịch mất màu hoàn toàn) > 90% (Dung dịch mất màu hoàn toàn) ~ 20%
Hiệu suất xử lý chỉ số COD ~ 50% ~ 50% Không đáng kể

Đóng góp khoa học và giá trị thực tiễn

  • Về mặt khoa học: Khóa luận chứng minh cơ chế khử màu phẩm nhuộm hoạt tính tan bằng chitosan chủ yếu dựa trên tương tác tĩnh điện giữa nhóm amino proton hóa ($-NH_3^+$) và nhóm sulfonic ($-SO_3^-$). Tác giả làm rõ sự khác biệt về nhu cầu chất hấp phụ giữa phẩm nhuộm cấu trúc diazo (SBB) và phẩm nhuộm antraquinon (RBB).
  • Về mặt thực tiễn: Khẳng định tính khả thi của việc thay thế phèn nhôm vô cơ bằng polyme sinh học tự nhiên. Chitosan cho hiệu suất khử màu vượt trội (giảm độ hấp thu trên 90% so với 20% của phèn nhôm), đồng thời hỗ trợ giảm khoảng 50% tải lượng COD mà không đưa thêm ion kim loại nặng hay tạo bùn độc hại vào môi trường nước.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với phạm vi thực nghiệm trong phòng thí nghiệm:

  • Tính chất mẫu nước thải: Nghiên cứu mới thực hiện trên mẫu nước pha nhân tạo chứa đơn lẻ từng loại phẩm nhuộm ở nồng độ thấp (10 mg/L), chưa khảo sát trên mẫu nước thải thực tế từ các nhà máy dệt nhuộm vốn chứa hỗn hợp nhiều hệ màu, nồng độ muối điện ly ($NaCl, Na_2SO_4$) cao và nhiều chất trợ phân tán phức tạp.
  • Quy mô và thông số vận hành: Thí nghiệm dừng lại ở quy mô gián đoạn (Jar-test mẻ 1 lít), chưa khảo sát động học hấp phụ liên tục, chưa nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải cũng như quá trình tái sinh/giải hấp phụ để thu hồi vật liệu chitosan sau khi bão hòa.
  • Hướng nghiên cứu mở rộng: Tác giả kiến nghị cần tiếp tục thử nghiệm ứng dụng chitosan trên các dòng nước thải dệt nhuộm thực tế, khảo sát kết hợp chitosan với các chất trợ keo tụ tự nhiên khác, và nghiên cứu giải pháp cố định chitosan lên các chất mang giá thể rắn để vận hành trong các cột hấp phụ liên tục.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:

  • Sinh viên và học viên ngành Hóa học, Công nghệ Môi trường, Kỹ thuật Hóa học: Cung cấp tài liệu tham khảo về quy trình pha chế mẫu phẩm nhuộm thủy phân mô phỏng sát với thực tế sản xuất, kỹ thuật quét phổ UV-Vis xác định độ dài bước sóng hấp thu cực đại $\lambda_{max}$, và quy trình thực nghiệm Jar-test tối ưu hóa phản ứng keo tụ/hấp phụ.
  • Kỹ sư và nhà nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải: Cung cấp thông số vận hành thực nghiệm (khoảng pH = 6, dải liều lượng 1500–2000 mg/L) cho việc ứng dụng vật liệu polyme sinh học xử lý nước thải chứa phẩm nhuộm hoạt tính khó phân hủy, hỗ trợ việc chuyển đổi sang các giải pháp xử lý thân thiện với môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Hai loại phẩm nhuộm hoạt tính được lựa chọn nghiên cứu trong khóa luận là gì và thuộc nhóm cấu trúc nào? Hai loại phẩm nhuộm được sử dụng là Sunzol Black B 150% (Reactive Black 5 – ký hiệu SBB) thuộc nhóm mang màu diazo/azobenzen có cấu trúc phân tử $C_{26}H_{21}N_5Na_4O_{19}S_6$, và Remazol Brilliant Blue R (Reactive Blue 19 – ký hiệu RBB) thuộc nhóm mang màu antraquinon. Cả hai đều thuộc họ phẩm nhuộm hoạt tính vinilsulfon.

2. Tại sao tác giả phải đun nóng mẫu phẩm nhuộm ở 70°C và khuấy trong môi trường kiềm trước khi làm thí nghiệm? Trong công nghệ dệt nhuộm thực tế, phẩm nhuộm hoạt tính dư thừa đi vào nước thải đều bị chuyển hóa thành dạng thủy phân do tác dụng của nhiệt độ và kiềm. Dạng thủy phân có độ tan rất cao và khó tách loại. Việc đun nóng ở 70°C kết hợp khuấy từ trong dung dịch kiềm ($NaOH$, pH $\approx$ 11) trong 1 giờ nhằm đưa phẩm nhuộm về trạng thái thủy phân hoàn toàn, mô phỏng đúng tính chất của nước thải dệt nhuộm thực tế.

3. Các thông số vận hành tối ưu cho quá trình hấp phụ màu bằng chitosan được xác định là bao nhiêu? Các thông số tối ưu gồm: pH = 6,0; liều lượng dung dịch chitosan (100 g/L) là 15 mL/L (tương đương 1500 mg/L) đối với Reactive Black 5 và 20 mL/L (tương đương 2000 mg/L) đối với Reactive Blue 19; nồng độ phẩm nhuộm ban đầu thích hợp là 10 mg/L.

4. Hiệu quả xử lý của chitosan đạt được mức độ nào và khác biệt ra sao so với phèn nhôm? Tại điều kiện tối ưu, chitosan khử màu đạt hiệu suất trên 90% (dung dịch mất màu hoàn toàn) và giảm khoảng 50% chỉ số COD. Trong khi đó, thí nghiệm đối chứng keo tụ bằng phèn nhôm trên dung dịch màu 2 mg/L chỉ đạt hiệu suất khử màu khoảng 20%, cho thấy chitosan có hiệu quả vượt trội đối với phẩm nhuộm hoạt tính hòa tan.

5. Cơ chế tương tác chính giữa chitosan và phân tử phẩm nhuộm hoạt tính là gì? Cơ chế chính là tương tác tĩnh điện giữa các nhóm amino proton hóa mang điện tích dương ($-NH_3^+$) trên mạch phân tử chitosan trong môi trường pH acid yếu/trung tính (pH = 6) với các nhóm sulfonic mang điện tích âm ($-SO_3^-$) của phân tử phẩm nhuộm, tạo thành phức hợp kết tủa không tan và lắng xuống.

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 phổ biến (Reactive Black 5 và Reactive Blue 19) bằng chất hấp phụ sinh học chitosan trên hệ thiết bị Jar-test. Kết quả nghiên cứu xác định được các điều kiện vận hành tối ưu tại pH = 6 với liều lượng chitosan từ 1500 đến 2000 mg/L, đem lại hiệu suất khử màu trên 90% và giảm tải lượng COD khoảng 50%. Công trình cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm có giá trị về việc tận dụng nguồn phế liệu vỏ giáp xác để phát triển vật liệu xử lý nước thải dệt nhuộm thân thiện với môi trường, vượt trội so với chất keo tụ phèn nhôm truyền thống.