1. Đặc điểm chính
Tiêu thụ nước cao và sản xuất nước thải cao. Thuốc nhuộm tạo màu tối cho nước thải, gây khó khăn cho việc loại bỏ do sắc độ cao.
Phương pháp điều trị:
Nước thải có thể được tái chế và tái sử dụng theo đặc tính chất lượng của nó.
Các phương pháp giải độc bao gồm xử lý vật lý, hóa học và sinh học.
Phương pháp điều trị vật lý
1. Hấp phụ
Vật liệu: Than hoạt tính, bentonite, cặn thải công nghiệp (như tro bay) hoặc chất hấp phụ mới (như MOF).
Chức năng: Loại bỏ các phân tử thuốc nhuộm (đặc biệt là thuốc nhuộm cation) và một số kim loại nặng.
2. Công nghệ tách màng
Các loại: Siêu lọc (UF), Lọc nano (NF), Thẩm thấu ngược (RO).
Ứng dụng: Giữ lại thuốc nhuộm phân tử-lớn (chẳng hạn như thuốc nhuộm hoạt tính) và thu hồi muối (chẳng hạn như tái sử dụng chất cô đặc RO).
3. Đông tụ/ tuyển nổi
Tác nhân: PAC (polyaluminum chloride), PAM (polyacrylamide), muối sắt, v.v. Tác dụng: Loại bỏ chất lơ lửng, chất keo và một số thuốc nhuộm kỵ nước (như thuốc nhuộm phân tán).
Phương pháp xử lý hóa học
1. Quá trình oxy hóa nâng cao (AOP)
Quy trình Fenton: H₂O₂ + Fe²⁺ tạo ra gốc ·OH, phân hủy thuốc nhuộm azo (chẳng hạn như Acid Orange 7).
Quá trình oxy hóa ôzôn: Oxy hóa trực tiếp các chất mang màu (chẳng hạn như -C=N- và -N=N-), đạt tỷ lệ khử màu vượt quá 90%.
Quá trình oxy hóa điện hóa: Khoáng hóa chất hữu cơ khó phân hủy thông qua các phản ứng điện cực (chẳng hạn như điện cực BDD).
2. Phương pháp giảm thiểu
Sắt hóa trị 0 (ZVI): Giảm thuốc nhuộm azo (phá vỡ -N=N- để tạo thành các hợp chất amin).
NaHSO₃/Fe²⁺: Nhắm mục tiêu nước thải chứa crom- (Cr⁶⁺ → kết tủa Cr³⁺).
3. Phân hủy quang xúc tác
Các chất xúc tác: TiO₂, g-C₃N₄, v.v., tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS) dưới tia UV/ánh sáng khả kiến. Ứng dụng: Xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm anthraquinone và triphenylmethane.
Phương pháp xử lý sinh học
1. Xử lý sinh học hiếu khí
Quá trình bùn hoạt tính: Nhắm mục tiêu vào các chất hữu cơ dễ phân hủy (chẳng hạn như bùn tinh bột), nhưng không hiệu quả trong việc khử màu thuốc nhuộm.
Vi khuẩn màng sinh học (MBBR): Sự hình thành màng sinh học trên chất mang làm tăng sự phong phú của vi khuẩn và chịu được nồng độ vừa phải của các chất độc hại.
2. Xử lý sinh học kỵ khí
Lò phản ứng UASB/EGSB: Thủy phân và axit hóa chất hữu cơ cao phân tử (chẳng hạn như bùn PVA), đồng-tạo ra khí mê-tan.
Chìa khóa để khử màu: Azoreductase do vi khuẩn kỵ khí tiết ra sẽ phân tách các nhóm tạo màu của thuốc nhuộm.
3. Công nghệ tác nhân vi khuẩn tổng hợp
Vi khuẩn chức năng: Nấm thối trắng-(tiết ra lignin peroxidase) và Sphingomonas (phân hủy hợp chất anilin).
Ứng dụng: Xử lý nước thải có chứa PVA (cồn polyvinyl) và chất hoạt động bề mặt.