Các quá trình sinh học thường là lựa chọn ưu tiên để xử lý nước thải. Nguyên do là ít tác động đến môi trường và chi phí thấp so với các loại phương pháp xử lý khác. Xử lý sinh học chỉ cần một chút hoặc không hóa chất và năng lượng. Xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm phổ biến nhất trong nhà máy dệt may hiện nay.
Các vi sinh vật có thể làm mất màu thuốc nhuộm azo là cần thiết để xử lý hiệu quả nước thải dệt. Những vi sinh vật này cần phải có các enzyme như azoreductase và oxyase. Enzyme đầu tiên được yêu cầu để cắt các liên kết azo và làm cho các amin thơm dễ tiếp cận hơn. Oxidase là cơ bản để phá vỡ các amin thơm được phát hành trước đó. Thách thức là tìm ra các vi sinh vật có nguồn gốc oxy hóa có thể phá vỡ tất cả các thuốc nhuộm azo và phát triển mạnh khi có muối và các điều kiện khác điển hình của nước thải dệt. Vì lý do này, điều quan trọng là tiếp tục tìm kiếm các vi sinh vật trong môi trường tự nhiên.
Xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm: quá trình kỵ khí
Các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí đều có thể hữu ích cho việc xử lý nước thải dệt nhuộm. Enzyme có hoạt tính azoreductase đã được tìm thấy trong nhiều loại vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí bao gồm vi khuẩn, nấm và tảo. Các oxyase thú vị nhất đã được xác định trong các vi sinh vật sống trong điều kiện hiếu khí.
Các quá trình kỵ khí xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm sử dụng các nhóm vi sinh vật (bùn kỵ khí hoặc màng sinh học) là các hoạt chất thường được sử dụng để xử lý nước thải dệt may (Firmino et al. 2010, Spagni et al. 2012). Các quá trình như vậy có hiệu quả trong việc giảm hàm lượng hữu cơ của nước thải và cũng trong việc loại bỏ màu bằng cách giảm các liên kết azo (Papers II, III và IV).
Vi sinh kỵ khí AD Boost của Organica là một giải pháp giúp quá trình xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm đạt hiệu quả.
Ưu điểm so với các quá trình hiếu khí là chúng xử lý tải trọng hữu cơ cao hơn, không cần sục khí và tạo ra ít bùn hơn. Trong công trình này, khả năng nuôi cấy kỵ khí để loại bỏ màu và hàm lượng hữu cơ đã được thử nghiệm đầu tiên hàng loạt với ba thuốc nhuộm azo Remazol Red, Remazol Yellow và Remazol Blue (Paper II). Hình dưới đây cho thấy màu sắc dễ dàng bị loại bỏ trong vòng ba ngày kể từ khi ủ.
Xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm: quá trình hiếu khí
Nhiều nghiên cứu báo cáo rằng quá trình hiếu khí xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm làm mất màu thuốc nhuộm sau khi xử lý kỵ khí (Kapdan và Alparslan 2005; Frijters et al. 2006, Jonstrup et al. 2011). Ý tưởng là các vi sinh vật hiếu khí có các enzyme oxy hóa có thể phá vỡ các amin thơm được giải phóng trong quá trình loại bỏ màu kỵ khí (Hình 2).
Tùy thuộc vào cấu trúc hóa học của các sản phẩm phân hủy và các enzyme có trong hệ thống, sự phân hủy hiếu khí có thể hoạt động hoặc không và trong một số trường hợp các phân tử hữu cơ độc hại vẫn tồn tại trong nước thải (GarciaMontano et al. 2008a, Coleues da Silva et al. 2012). Các sản phẩm còn lại có thể là các amin thơm, nhưng cũng có các axit cacboxylic và các chất hữu cơ nhỏ khác (Kudlich et al. 1999, Isik 2004, Ozdemir et al. 2013).
Vi sinh hiếu khí IMWT của Organica là một giải pháp giúp quá trình xử lý sinh học nước thải dệt nhuộm đạt hiệu quả.
Những kết quả này chỉ ra rằng các phương pháp xử lý sinh học có thể phải được bổ sung bằng các quá trình hóa lý để thu được nước thải không chứa các hợp chất độc hại.
Khử màu thuốc nhuộm bằng Nấm
Nuôi cấy tinh khiết cũng đã được sử dụng để phân hủy thuốc nhuộm azo. Nấm thối trắng, một loại basidiomycete hay còn được gọi là nấm thân gỗ, đã cho một kết quả đầy hứa hẹn(Axelsson et al. 2006). Những loại nấm này sản xuất các enzyme ngoại bào để phân hủy lignin.
Lignin là một phân tử hữu cơ phức tạp bao gồm nhiều vòng thơm liên kết với nhau. Thuốc nhuộm Azo có phần giống với cấu trúc của lignin và các nhà nghiên cứu đã đề xuất rằng các enzyme phân giải lignin cũng có thể làm suy giảm thuốc nhuộm azo. Ý tưởng này đã được chứng minh là đúng, và do đó, cả nấm thối trắng và enzyme oxy hóa của chúng đã được sử dụng để phân hủy thuốc nhuộm (Mendoza et al. 2011, Jonstrup et al. 2013). Tuy nhiên, sử dụng nuôi cấy tinh khiết để xử lý nước thải vẫn là một thách thức. Trên thực tế, các vi sinh vật không mong muốn trong nước sẽ bắt đầu phát triển và vượt trội hơn nấm thối trắng do đó làm mất ổn định hệ thống (Libra et al. 2003).
Xem thêm:
