Plasma lạnh được tạo thành khi chỉ có một phần nhỏ phân tử khí bị ion hóa, trong đó nhiệt độ điện tử đạt giá trị rất lớn dù nhiệt độ của ion và của chất khí xấp xỉ với môi trường, được nghiên cứu ứng dụng vào quá trình xử lý nước thải chứa thành phần phức tạp và độ ô nhiễm cao.
Vừa qua, nhóm các nhà khoa học Nguyễn Thị Thanh Phượng, Nguyễn Hoàng Lâm, Đinh Đức Anh thuộc Viện Môi trường và Tài nguyên-Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện thành công Đề tài mã số C2017-24-04 “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh trong xử lý nước thải dệt nhuộm và cồn rượu."
Theo đánh giá của các nhà khoa học, nước thải dệt nhuộm xét theo 2 yếu tố là lượng nước thải và thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải, được đánh giá là ô nhiễm nhất trong số các ngành công nghiệp.
Các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nước thải dệt nhuộm là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, thuốc nhuộm, các chất hoạt động bề mặt, các hợp chất halogen hữu cơ (AOX - Adsorbable Organohalogens), muối trung tính làm tăng tổng hàm lượng chất rắn, nhiệt độ cao (thấp nhất là 40 độ C) và pH của nước thải cao từ 9 đến 12, do lượng kiềm trong nước thải lớn.
Trong số các chất ô nhiễm có trong nước thải dệt nhuộm, thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất, đặc biệt là thuốc nhuộm azo không tan - loại thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay chiếm 60-70% thị phần.
Thông thường, các chất màu có trong thuốc nhuộm không bám dính hết vào sợi vải trong quá trình nhuộm mà bao giờ cũng còn lại một lượng dư nhất định tồn tại trong nước thải.
Lượng thuốc nhuộm dư sau công đoạn nhuộm có thể lên đến 50% tổng lượng thuốc nhuộm được sử dụng ban đầu. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải dệt nhuộmcó độ màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn.
Nghiên cứu ứng dụng plasma lạnh trong xử lý nước thải dệt nhuộm với quy mô phòng thí nghiệm đã chứng tỏ được tính ưu việt của công nghệ này về hiệu quả, thời gian xử lý và tính không chọn lọc đối với chất ô nhiễm, đặc biệt là các thành phần hữu cơ bền khó phân hủy.
Kết quả thử nghiệm ứng dụng plasma lạnh với nước thải dệt nhuộm cho thấy, hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố như giá trị pH, thời gian xử lý, nguồn cấp khí - lưu lượng dòng khí và giá trị hiệu điện thế.
Hiệu suất khử độ màu và nồng độ COD trong nước thải dệt nhuộm lên đến trên 90,09% và 85,75% trong điều kiện tối ưu vận hành được khảo sát.
Cùng với đó, công nghệ plasma lạnh cho thấy hiệu quả cao trong khâu khử trùng, diệt khuẩn. Nghiên cứu cũng đã xác định được nồng độ ozone, hydrogen peroxide và gốc hydroxyl tự do sinh ra trong quá trình xử lý - bản chất của quá trình xử lý bằng công nghệ plasma lạnh.
Mô hình plasma lạnh trong nghiên cứu này đã tỏ ra có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng vào hệ thống xử lý nước thải, nhất là đối với loại nước thải phức tạp như nước thải dệt nhuộm.
Ưu thế lớn nhất của mô hình plasma lạnh này so với các công nghệ phổ biến khác hiện nay là khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nước với tốc độ nhanh và mạnh, không chọn lọc và ít bổ sung hóa chất trong quá trình xử lý.
Với công nghệ plasma xử lý nước thải dệt nhuộm chưa qua công đoạn xử lý nào, cho hiệu quả đạt 90,09% đối với độ màu và 85,75% đối với giảm nồng độ COD. Điều đó cho thấy hiệu quả tốt để xử lý các thành phần chất hữu cơ có màu, khó phân hủy sinh học.
Khi so sánh với một số công nghệ truyền thống và tiên tiến, công nghệ plasma lạnh vẫn hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu về hiệu quả xử lý để loại bỏ thành phần hữu cơ và độ màu trong nước thải dệt nhuộm./.
