Phân tích nước thải dệt nhuộm là công việc đầy thách thức vì bản chất phức tạp của nước thải loại này. Tuy nhiên, kiến thức về thành phần của nước thải rất quan trọng để lựa chọn một chiến lược xử lý phù hợp. Phân tích nước thải là điều cần thiết để xác định hiệu quả của việc xử lý.
Các phân tích như vậy nên tập trung vào việc đo lường loại bỏ hàm lượng chất dinh dưỡng và chất dinh dưỡng, mà còn về sự xuống cấp của thuốc nhuộm và các hợp chất hữu cơ độc hại hoặc thoái hóa khác nếu có. Phân tích các chế phẩm thuốc nhuộm rất quan trọng vì chúng không chỉ chứa các phân tử thuốc nhuộm hoạt động mà còn cả các sản phẩm phụ. Ngoài ra, cần theo dõi độc tính để đảm bảo rằng nước thải được xử lý sẽ không gây hại cho vùng nước tiếp nhận và các hệ sinh thái xung quanh.
Phân tích nước thải dệt nhuộm: Đánh giá việc loại bỏ BOD, COD, TOC
Các phân tích nước thải dệt nhuộm thông thường được sử dụng để đo lường và đánh giá việc loại bỏ hàm lượng hữu cơ. ví dụ như BOD, COD và tổng lượng carbon hữu cơ (TOC). BOD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa sinh học của các chất hữu cơ có trong nước thải. COD là thước đo lượng oxy cần thiết để oxy hóa hóa học các hợp chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải. Do đó, BOD luôn thấp hơn COD và tỷ lệ của chúng là một dấu hiệu cho thấy khả năng phân hủy sinh học của các chất gây ô nhiễm có trong nước.
Máy đo BOD
TOC đo tất cả các carbon hữu cơ có trong nước thải, bao gồm cả phần không thể bị oxy hóa. Ngoài hàm lượng hữu cơ, cần đo nồng độ của các chất dinh dưỡng khác như các ion vô cơ. Cần chú ý đặc biệt đến sự hiện diện của muối, đặc biệt là natri clorua, được sử dụng ở nồng độ cao để cải thiện sự liên kết của thuốc nhuộm với vải và do đó có nhiều trong nước thải.
Xem thêm:
Đánh giá độ màu của thuốc nhuộm
Phương pháp
Một phương pháp đơn giản nhưng đáng tin cậy để đánh giá thuốc nhuộm suy giảm là dựa trên khả năng hấp thụ ánh sáng của chúng. Độ hấp thụ UV nhìn thấy rất hữu ích để đánh giá chất lượng của nước thải dệt và hiệu suất của quá trình xử lý. Thuốc nhuộm có thể hấp thụ ánh sáng trong phạm vi nhìn thấy được, nhưng khi chúng phân hủy, chúng mất khả năng này.
Thuốc nhuộm Azo đặc biệt trải qua sự phân tách liên kết azo khá dễ dàng. Dẫn đến sự hình thành các amin thơm và đồng thời màu sắc biến mất. Các amin này, mặc dù không màu, độc hại nhưng gây đột biến và bị phân giải thành các hợp chất vô cơ (nếu có thể).
Bước sóng đánh giá thuốc nhuộm và các amin thơm
Hầu hết các thuốc nhuộm và các amin thơm được tạo ra do quá trình khử màu cũng có thể hấp thụ ánh sáng trong phạm vi UV nhờ các cấu trúc thơm. Vì vậy, có thể theo dõi sự suy giảm của các cấu trúc này bằng cách đo độ hấp thụ tia cực tím. Mỗi thuốc nhuộm có phổ hấp thụ cụ thể, hữu ích cho các hệ thống chỉ có một phân tử thuốc nhuộm tham gia.
Hình 3 cho thấy phổ hấp thụ UV-visible của thuốc nhuộm azo Remazol Red, một trong những thuốc nhuộm được sử dụng trong nghiên cứu, với hai cực đại đặc trưng ở bước sóng 290nm và 516nm. Khi không thể theo dõi một bước sóng cụ thể, sự suy giảm của các cấu trúc thơm có thể được ước tính bằng cách đo độ hấp thụ ở bước sóng 254nm. Trong thực tế, bước sóng này thường được sử dụng để theo dõi sự hiện diện của các hợp chất thơm trong nước.
Theo dõi sự khử màu thuốc nhuộm azo:
Sự suy giảm thuốc nhuộm azo và các hợp chất hữu cơ phức tạp khác cũng có thể được theo dõi bằng cách sử dụng HPLC kết hợp với máy dò mảng diode (DAD), sau đó là phép đo phổ khối (MS). Tuy nhiên, nước thải dệt thường bao gồm rất nhiều hợp chất, hầu hết trong số chúng có cấu trúc hóa học chưa biết nên việc phân tích chi tiết và hợp lý sẽ tốn thời gian và kinh phí đáng kể. Ngoài ra, không thể xác định chính xác các chất trung gian, đặc biệt là khi các quá trình oxy hóa tiên tiến được sử dụng để xử lý, do thiếu các tiêu chuẩn do đó việc ghép LC-MS với cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là cần thiết (Hisaindee et al. 2013).
Tuy nhiên, sẽ rất đáng quan tâm để tìm hiểu mức độ thuốc nhuộm bị biến chất về mặt sinh học và những gì còn lại trong nước thải sau khi xử lý. Sẽ rất thú vị hơn khi kết hợp thông tin này với dữ liệu về độc tính, để có thể xác định được các hợp chất chịu trách nhiệm về độc tính và đặc biệt là gây đột biến. Mặt khác, thành phần của nước thải dệt thực sự thay đổi rất nhiều từ ngày này sang ngày khác tùy thuộc vào các hóa chất được sử dụng. Vì vậy, các phương pháp đơn giản và nhanh hơn để đánh giá các quá trình điều trị là bắt buộc.
Xem thêm:
