Ứng dụng Chitosan để xử lý nước thải ngành dệt

Chitosa là polysaccharide được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên, chỉ đứng sau cenllulose rất thân thiện với môi trường. Vì thế mà chitosan ngày càng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, y tế và xử lý nước thải ô nhiễm.

Các đặc điểm của chitosan

• Khả năng phân hủy sinh học, tương hợp sinh học và đặc biệt không độc hại đối với môi trường và con người.
• Chitosan hòa tan tốt trong dung dịch axit loãng nên có tiềm năng ứng dụng cho nhiều ngành khác nhau.
• Chitosan có độ dài mạch phân tử và mức deacetyl hóa cao.
• Chitosan được dùng làm vật liệu kết tụ để loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ.

Chitosan làm sạch môi trường

Chitosan ứng dụng rất nhiều trong xử lý môi trường như loại bỏ kim loại nặng, chất hữu cơ bằng keo tụ. Ngoài ra nó còn thu hồi nhiều kim loại quý hiếm, chất thải phóng xạ nên được ứng dụng rộng rãi vì có giá trị kinh tế cao.

Thành phần chính của phân tử chitosan chứa nhiều nguyên tử oxy và nito tạo phức với nhiều kim loại nặng và tách chúng ra khỏi môi trường nước. Trong môi trường axit, nhóm amin của chitosan bị pron hóa để hấp phụ phenol, chất nhuộm kiềm.

Ứng dụng lớn nhất của chitosan là giảm độ đục của nước thải ngành công nghiệp thực phẩm bằng việc kết tụ các hợp chất hữu cơ. Sau một số công đoạn sấy, tiệt trùng, lượng protein được dùng làm thức ăn cho gia súc. Chitosan còn có khả năng điều hòa bùn thải, phân hủy sinh học bùn trong môi trường và giảm chi phí tách nước bằng phương pháp ly tâm.

Ứng dụng chitosan trong xử lý nước thải dệt nhuộm

Hàm lượng thuốc nhuộm quá lớn khiến loại nước thải này có độ màu cao và nồng độ ô nhiễm lớn. Phần lớn, thuốc nhuộm thường độc hại, dễ gây ung thư và tạo ra mối nguy hại cho hệ sinh thái. Vì thế cần xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp hấp phụ bằng chitosan.

Cấu trúc phân tử chứa nhóm chức -NH2 và -OH với khả năng hấp phụ mạnh nhiều loại thuốc nhuộm với khả năng tích điện dương. Chitosan tồn tại nhiều nhóm amoni và hydroxyl trong cấu trúc phân tử có tác dụng loại bỏ thuốc nhuộm, ion kim loại và protein. Nhưng chitosan nguyên chất thường có giá thành cao và kém ổn định hơn. Nhược điểm lớn nhất là dễ gây tắc nghẽn màng lọc làm gián đoạn quá trình hấp phụ.

Do đó, người ta thường cố định chitosan vào các vật liệu có giá thành thấp như bentonite, diatomite, đất sét, tro than hay cát làm giảm yêu cầu khối lượng chitosan mà không làm thay đổi dung lượng hấp phụ.

Diatomite là đá trầm tích bao gồm hóa thạch của tảo cát. Đặc trưng của nó là nhẹ, xốp với diện tích bề mặt riêng lớn, nhiệt độ nóng chảy cao và bền về hóa học. Diatomite là chất hấp phụ rẻ tiền, hiệu quả, thân thiện với môi trường và cố định chitosan trở thành chất hấp phụ thuốc nhuộm rất tốt.

Hấp phụ thuốc nhuộm lên chitosan là quá trình tỏa nhiệt và gia tăng nhiệt độ. Các vật liệu hydrogel có nguồn gốc chitosan thường dùng xử lý nước thải nhiễm màu từ các nhà máy dệt nhuộm. Nồng độ pH, thời gian và tốc độ dòng cũng ảnh hưởng đến toàn bộ quy trình xử lý.

Thế nhưng đây chỉ mới là nghiên cứu và thí nghiệm trên quy mô nhỏ được các nhà nghiên cứu thực hiện khảo sát nước thải dệt nhuộm có sự biến đổi như thế nào. Trong đó, khả năng hấp phụ phụ thuộc rất nhiều đến nhiều yếu tố ảnh hưởng từ các thành phần ô nhiễm trong nguồn thải.

Công ty xử lý môi trường Hợp Nhất chân thành cảm ơn bạn đọc đã theo dõi bài viết!