Luận án Nghiên cứu sử dụng vật liệu keo tụ sinh học chế tạo từ hạt muồng hoàng yến (Cassia fistula l.) để cải thiện chất lượng nước thải công nghiệp

ên cứu từ Hình 4.23 cho phép xây dựng phƣơng trình xác 
định mối tƣơng quan giữa tải lƣợng ô nhiễm màu RR và lƣợng PAC sử dụng, 
phƣơng trình đƣợc xác định là đƣờng thẳng y = 98,06x + 23,51 với R2 = 
0,995. Căn cứ vào đồ thị cho phép tính toán liều lƣợng sử dụng vật liệu 
Biogum cải tiến theo lý thuyết để vận hành trên thiết bị Pilot khi biết tải lƣợng 
ô nhiễm độ màu RR ban đầu. Kết quả nghiên cứu từ Hình 4.24 cho phép xây 
dựng phƣơng trình xác định mối tƣơng quan giữa hiệu suất loại bỏ màu với 
lƣợng Biogum cải tiến sử dụng vận hành trên thiết bị Pilot, phƣơng trình là 
đƣờng thẳng y = 3,06x + 68,99 với R2 = 0,987.
Hình 4.23: Mối tƣơng quan giữa độ màu nƣớc thải RR với hàm lƣợng Biogum 
cải tiến
64
Hình 4.24: Mối tƣơng quan giữa hiệu suất loại màu nƣớc thải RR (1052 Pt-
Co) với hàm lƣợng Biogum cải tiến
Với tải lƣợng ô nhiễm độ màu ban đầu của nƣớc thải giả định RR là 
1052 Pt-Co và giá trị xả thải cột A là 50 Pt-Co theo QCVN 13-MT:2015/
BTNMT. Từ phƣơng trình xác định liều lƣợng cần dùng theo lý thuyết để vận 
hành trên thiết bị Pilot, với lƣợng Biogum cải tiến đƣợc xác định từ đồ thị và 
giá trị pH tối ƣu đã đƣợc xác định từ các nghiên cứu trên, cho phép sử dụng 
các thông số tối ƣu để vận hành trên thiết bị Pilot để xác định hiệu quả xử lý 
độ màu, từ đó đề xuất công nghệ ứng dụng vào thực tế.
Kết quả tính toán theo lý thuyết xác định lƣợng Biogum cải tiến cần để
loại độ màu theo yêu cầu xả thải tại giá trị xả thải Cột A và B của QCVN 13-
MT:2015/ BTNMT làm cơ sở vận hành trên thiết bị Pilot đƣợc cho bởi Bảng 
4.3.
Bảng 4.3: Kết quả tính toán lƣợng Biogum cải tiến sử dụng vận hành cải thiện 
độ màu nƣớc thải RR
MẫunƣớcRR Độmàu
(Pt-Co)
H 
(%)
Biogum cải tiến sửdụng(g/L)
Độ màu ban đầu 1052
Cột A 50 95,25 Từ phƣơng trình y = 3,06x + 68,99
thế y = 95,25 đƣợc x = 8,582 g
Cột B 150 85,74 Từ phƣơng trình y = 3,06x + 68,99
thế y = 85,74 đƣợc x = 5,474 g
65
Ứng dụng số liệu tính toán từ Bảng 4.3 cho phép vận hành cải thiện độ
màu trên thiết bị Pilot và đạt đƣợc kết quả sau: khi sử dụng 8,582 g/L Biogum 
cải tiến cho 1 lít nƣớc thải, hiệu quả loại màu đạt RR đạt 94,64% tƣơng ứng độ
màu giảm từ 1052 Pt-Co xuống còn 56 Pt-Co. Mặt khác khi vận hành với liều 
lƣợng 5,474 g/L Biogum cải tiến cho 1 lít nƣớc thải màu RR, hiệu suất loại bỏ
độ màu chỉ đạt 85,38%, độ màu giảm từ 1052 Pt-Co xuống còn 153 Pt-Co. 
Qua đó có thể kết luận với nồng với liều lƣợng tối ƣu có thể đạt hiệu quả cải 
thiện độ màu tốt nhất từ 85,38% đến 94,64% tƣơng ứng với liều lƣợng khảo 
sát từ 5,474 g/L đến 8,582 g/L Biogum cải tiến.
Vậy khi ứng dụng Biogum cải tiến vào xử lý nƣớc thải ở công đoạn hóa
lý cho hiệu quả loại bỏ độ màu đạt cao nhất đến 94,64%, tuy nhiên để đạt quy 
chuẩn xả thải theo QCVN cần có các công trình xử lý phía sau hóa lý, có thể
sử dụng phƣơng pháp sinh học hay hóa học.
4.1.6.4. Thí nghiệm xác định hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN của các vật 
liệu nghiên cứu khi vận hành trên thiết bị Pilot
Với kết quả ở các nghiên cứu trên cho phép ứng dụng các thông số vận 
hành pH tối ƣu, liều lƣợng sử dụng vật liệu (PAC; Biogum và Biogum cải 
tiến) tối ƣu tƣơng ứng với hiệu suất loại bỏ độ màu tốt nhất, từ các số liệu này 
cho phép xây dựng các phƣơng trình tƣơng quan giữa liều lƣợng vật liệu sử
dụng và hiệu suất loại màu nƣớc thải NMDN. Với phƣơng trình xác định cùng 
với nồng độ đầu vào ô nhiễm xác định, căn cứ vào quy chuẩn xả thải tại Cột A 
và B theo QCVN, xác định đƣợc hiệu suất loại bỏ độ màu thực tế, quá đó làm 
cơ sở cho việc đề xuất công nghệ áp dụng trong quy trình cải thiện chất lƣợng 
nƣớc thải ô nhiễm độ màu của ngành công nghiệp dệt may.
a) PAC
Ứng dụng các kết quả khảo sát pH tối ƣu, liều lƣợng sử dụng PAC tƣơng 
ứng với hiệu suất loại bỏ độ màu, xây dựng phƣơng trình hồi quy tuyến tính lý 
thuyết thể hiện tƣơng quan giữa liều lƣợng PAC sử dụng và hiệu suất xử lý 
màu làm cơ sở tính toán lƣợng PAC cần để vận hành trên thiết bị Pilot, 
phƣơng trình đƣợc biểu diễn ở Hình 4.25.
66
Hình 4.25: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN với hàm 
lƣợng Biogum
Kết quả từ Hình 4.25 cho thấy phƣơng trình tƣơng quan là đƣờng thẳng y 
= 47,17x + 70,28 với R2 = 0,970. Với phƣơng trình này cùng với tải lƣợng ô 
nhiễm đầu vào có độ màu nƣớc thải nhà máy (1374 Pt-Co) và tải lƣợng ô 
nhiễm sau xử lý đạt Cột A (50 Pt-Co) và B (150 Pt-Co) của QCVN 13-
MT:2015/BTNMT làm cơ sở xác định lƣợng PAC vận hành trên thiết bị Pilot 
đƣợc tính toán ở Bảng 4.4.
Bảng 4.4: Kết quả tính toán lƣợng PAC sử dụng vận hành cải thiện độ màu 
nƣớc thải NMDN
MẫunƣớcNMDN Độmàu
(Pt-Co)
H
(%)
PAC sửdụng(g/L)
Độ màu ban đầu 1374
Cột A 50 96,36 Từ phƣơng trình y = 47,17x + 70,28
thế y = 96,36 đƣợc x = 0,553 g
Cột B 150 89,07 Từ phƣơng trình y = 47,17x + 70,28
thế y = 89,07 đƣợc x = 0,400 g
Ứng dụng số liệu ở Bảng 4.4 vào vận hành trên thiết bị Pilot cho thấy với 
0,553 g PAC cho vào 1 lít nƣớc thải (0,553 g/L PAC) đạt hiệu suất loại bỏ
màu cao nhất 93,83%. Với liều lƣợng thấp hơn 0,4 g/L PAC cho hiệu quả đạt 
hiệu suất loại màu đạt 86,50%. Với kết quả vận hành thực tế mặc dù cho hiệu 
suất loại màu đạt trên 86% tuy nhiên để đạt quy chuẩn xả thải theo QCVN 
hiện hành cần có thêm các công trình xử lý độ màu ở các bậc tiếp theo, công 
nghệ đề xuất ở đây có thể là hóa học hay sinh học, tùy vào mức độ ô nhiễm 
67
còn lại sau công đoạn hóa lý sử dụng vật liệu xử lý là PAC.
b) Biogum
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trên lý thuyết xác định pH tối ƣu, liều 
lƣợng Biogum sử dụng khác nhau tƣơng ứng với hiệu suất xử lý cho phép xây 
dựng phƣơng trình hồi quy tuyến tính tƣơng quan giữa lƣợng Biogum sử dụng 
và hiệu suất loại bỏ màu. Từ hình 4.26 cho thấy phƣơng trình tƣơng quan là 
đƣờng thẳng y = 50,42x + 37,55 với R2 = 0,987.
Hình 4.26: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN với hàm 
lƣợng Biogum
Ghi chú: - y: Hiệu quả loại màu mẫu NMDN (%)
- x:Hàmlượng Biogum sử dụng (g/L)
Để tính toán lƣợng Biogum sử dụng vận hành trên thiết bị Pilot, căn cứ
vào chất lƣợng ô nhiễm độ màu nƣớc thải NMDN (1384 Pt-Co) đầu vào và 
đầu ra lấy giá trị xả thải theo quy chuẩn Việt Nam, cột A (50 Pt-Co) và cột B 
(150 Pt-Co) làm 2 mức để vận hành. Kết quả tính toán đƣợc xác định ở Bảng 
4.5.
Bảng 4.5: Kết quả tính toán lƣợng Biogum sử dụng vận hành cải thiện độ màu 
nƣớc thải NMDN
MẫunƣớcNMDN Độmàu
(Pt-Co)
H
(%)
Biogumsửdụng(g/L)
Độ màu ban đầu 1384
Cột A 50 96,39 Từ phƣơng trình y = 50,42x + 37,55
thế y = 96,39 đƣợc x = 1,167 g
Cột B 150 89,16 Từ phƣơng trình y = 50,42x + 37,55
thế y = 89,16 đƣợc x = 1,024 g
68
Ứng dụng số liệu tính toán từ Bảng 4.5 và các giá trị pH tối ƣu vào vận 
hành trên thiết bị Pilot, kết quả vận hành cho thấy khi sử dụng liều lƣợng 
1,167 g/L Biogum vận hành trên thiết bị Pilot cho hiệu suất loại bỏ độ màu 
NMDN đạt 93,83% tƣơng ứng độ màu giảm từ 1384 Pt-Co xuống còn 85,33 
Pt-Co. Mặt khác khi sử dụng liều lƣợng Biogum với 1,024 g/L, hiệu suất loại 
màu nƣớc thải NMDN đạt 85,87% tƣơng ứng độ màu giảm từ 1384 Pt-Co 
xuống còn 195,33 Pt-Co. Vậy có thể kết luận Biogum có khả năng xử lý độ
màu và cho hiệu quả loại cao trong điều kiện khảo sát với các giá trị tối ƣu. 
Tuy nhiên để đạt quy chuẩn xả thải cần bổ sung thêm công nghệ xử lý sinh 
học hay hóa học phía sau hóa lý sử dụng vật liệu Biogum trong quy trình công 
nghệ xử lý triệt để. 
c) Biogum cải tiến
Kết quả nghiên cứu xác định các thông số vận hành tối ƣu pH, liều lƣợng 
vật liệu sử dụng tƣơng ứng với từng mức hiệu suất xử lý độ màu đạt đƣợc trên 
thiết bị Jartest, là cơ sở cho phép tính toán và xây dựng phƣơng trình tƣơng 
quan giữa lƣợng Biogum cải tiến với hiệu suất xử lý màu của nƣớc thải nhà 
máy dệt nhuộm theo lý thuyết, từ đó làm cơ sở cho việc vận hành thực tế trên 
thiết bị Pilot. 
Phƣơng trình tƣơng quan đƣợc xác định từ đồ thị đƣợc biểu diễn ở Hình 
4.27.
Hình 4.27: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN với hàm 
lƣợng Biogum cải tiến
Từ đồ thị từ Hình 4.27 cho thấy phƣơng trình tƣơng quan là đƣờng thẳng 
y = 2,873x + 61,03 với R2 = 0,991. Với tải lƣợng ô nhiễm màu nƣớc thải 
NMDN (1378 Pt-Co), căn cứ vào giá trị xả thải đầu ra cột A (50 Pt-Co) và cột 
69
B (150 Pt-Co) của QCVN 13-MT:2015/BTNMT là hai giá trị để làm cơ sở
tính toán lƣợng vật liệu Biogum cải tiến cần dùng theo lý thuyết để vận hành 
trên thiết bị Pilot. Lƣợng Biogum cải tiến đƣợc xác định để vận hành thực tế
đƣợc xác định từ bảng 4.6.
Bảng 4.6: Kết quả tính toán lƣợng Biogum cải tiến sử dụng vận hành cải thiện 
độ màu nƣớc thải NMDN
NMDN Độmàu
(Pt-Co)
H (%) Biogum cải tiến sửdụng(g/L)
Độ màu ban đầu 1378
Cột A 50 96,32 Từ phƣơng trình y = 2,873x + 61,03
thế y = 96,32 đƣợc x = 12,308 g
Cột B 150 88,95 Từ phƣơng trình y =2,873x + 61,03
thế y = 88,95 đƣợc x = 9,791 g
Kết quả ứng dụng lƣợng Biogum cải tiến vào vận hành trên thiết bị
Pilot cho thấy khi sử dụng 12,308 g Biogum cải tiến để xử lý độ màu ban đầu 
(12,308 g/L Biogum cải tiến), kết quả hiệu suất loại bỏ màu đạt 94,04% nhƣng 
với 9,791 g/L Biogum cải tiến khi vận hành trên thiết bị Pilot kết quả chỉ đạt 
86,81% hiệu suất loại màu nhà máy dệt nhuộm với nồng độ màu ban đầu khảo 
sát 1387 Pt – Co. Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy, khi so sánh hiệu quả cải 
thiện độ màu của PAC, Biogum và Biogum cải tiến, cho thấy hiệu quả xử lý 
màu của Biogum cải tiến đạt cao hơn. Tuy nhiên khi áp dụng trên đối tƣợng
nƣớc thải có thành phần ô nhiễm khác biệt cần có các bƣớc khảo sát tƣơng tự
để đánh giá hiệu quả xử lý trƣớc khi áp dụng vận hành trên thiết bị Pilot và từ
đó mới đƣợc ứng dụng vào thực tế.
4.2. Xácđịnhhiệuquảxửlýcủacácvậtliệutrênnƣớcthảiximạ
Kết quả nghiên cứu xác định các thông số pH, liều lƣợng tối ƣu của vật 
liệu nghiên cứu PAC, Biogum và Biogum cải tiến để xử lý kim loại nặng của 
nƣớc thải xi mạ cho phép xác định các liều lƣợng sử dụng tƣơng ứng với từng 
hiệu suất xử lý từ đó là cơ sở xây dựng phƣơng trình tƣơng quan giữa lƣợng 
vật liệu sử dụng và hiệu suất cải thiện để sử dụng tính toán lƣợng vật liệu vận 
hành thực tế trên thiết bị Pilot.
4.2.1. XácđịnhpHtốiưu
Thí nghiệm đƣợc tiến hành với 3 loại nƣớc thải xi mạ (Ni2+, Cu2+, Zn2+) 
có nồng độ đầu vào là 25 mg/L với lƣợng Biogum tƣơng ứng là 0,3 g/L nƣớc 
thải, lƣợng Biogum cải tiến 0,125 g/L và PAC là 0,3 g/L cho nƣớc thải. 
70
4.2.1.1. Kết quả xác định pH tối ƣu của PAC
Kết quả nghiên cứu từ Hình 4.28 cho thấy khi sử dụng lƣợng 0,3 g/L
PAC cho nƣớc thải và biến thiên giá trị pH trong khoảng từ 2 đến 5, hiệu suất 
loại bỏ kim loại đạt cao nhất tại pH ban đầu (pH = 5) của các mẫu nƣớc thải 
nghiên cứu.
Hình 4.28: Xác định pH tối ƣu của PAC trên nƣớc thải xi mạ giả định
Kết quả nghiên cứu cho thấy tại pH = 5 hiệu suất cải thiện ion kim loại 
cao nhất là Cu2+ đạt 44% sau đó là Ni2+ đạt 39,84% và thấp nhất là Zn2+ đạt 
32%. Từ kết quả nghiên cứu này sẽ đƣợc kế thừa trong nghiên cứu xác định 
lƣợng PAC tối ƣu cho các nghiên cứu sau.
4.2.1.2. Kết quả xác định pH tối ƣu của Biogum
Thí nghiệm đƣợc tiến hành trong môi trƣờng axit có pH từ 2 đến 5, vì ở
pH nhỏ hơn 1,5 cấu trúc của Biogum bị phân hủy, mặt khác ở pH cao hơn 5 sẽ
xảy ra sự kết tủa các ion kim loại Ni2+, Cu2+, Zn2+. Thông số nồng độ ion kim 
loại đƣợc sử dụng để đánh giá hiệu quả xử lý.
Thay đổi pH ở các giá trị 2, 3 và 5; cố định 0,3 g/L Biogum cho nƣớc 
thải và tiến hành ở nồng độ nƣớc thải đầu vào 25 mg/L, kết quả nghiên cứu 
cho thấy Biogum xử lý kim loại tốt nhất ở giá trị pH ban đầu của mẫu nƣớc 
thải. Nguyên nhân là do trong môi trƣờng axit các nhóm -OH bị proton hóa 
thành dạng cation (Albuquerque et al., 2016), lúc này chất keo tụ mang điện 
tích cùng dấu với chất ô nhiễm (Ni2+, Cu2+, Zn2+). Kết quả là không có sự tạo 
thành liên kết giữa ion kim loại với nhóm cis-OH trên phân tử chất keo tụ
galactomannan.
71
Hình 4.29: Xác định pH tối ƣu của Biogum trên nƣớc thải xi mạ giả định
Kết quả nghiên cứu từ Hình 4.29 cho thấy tại pH tối ƣu ban đầu của 
nƣớc thải hiệu suất cải thiện đạt cao nhất đối với kim loại Zn2+ 54,44%, tiếp 
theo là Ni2+ 46,44% và thấp nhất là Cu2+ 45,60%. Kết quả nghiên cứu này sẽ
đƣợc kế thừa trong nghiên cứu xác định lƣợng Biogum tối ƣu cho các nghiên 
cứu sau.
4.2.1.3. Kết quả xác định pH tối ƣu của Biogum cải tiến
Khảo sát pH ở các giá trị 2, 3 và 5; cố định 0,125 g/L Biogum cải tiến 
cho nƣớc thải, kết quả cho thấy Biogum cải tiến loại bỏ ion kim loại tốt nhất ở 
pH = 5, là giá trị pH ban đầu của mẫu nƣớc thải.
Hình 4.30: Xác định pH tối ƣu của Biogum cải tiến trên nƣớc thải xi mạ giả
định
72
Kết quả nghiên cứu cho thấy tại pH tối ƣu ban đầu của nƣớc thải đạt hiệu 
suất cải thiện cao nhất với Zn2+ 49,54%, tiếp theo là Cu2+ đạt 48,94% và thấp 
nhất là Ni2+ đạt 43,44%. Kết quả nghiên cứu này sẽ đƣợc kế thừa trong nghiên 
cứu xác định lƣợng Biogum cải tiến tối ƣu cho các nghiên cứu sau.
Theo kết quả nghiên cứu của Liu et al. (2016), vật liệu xanthat Fe3O4-
Chitosan gắn trên nền graphen oxit có khả năng hấp phụ ion Cu2+ cao nhất tại 
pH = 5, là pH ban đầu của nƣớc thải Cu2+.
Kết quả nghiên cứu của Motsa et al. (2013) cho thấy pH của nƣớc thải có 
ảnh hƣởng lớn đến hiệu quả loại bỏ ion kim loại. Kết quả cho thấy pH tối ƣu 
để loại bỏ ion Pb2+ nằm trong khoảng 6,5 - 7,5. Ở pH thấp hơn, sự có mặt của 
các ion H+ sẽ cạnh tranh bề mặt trao đổi với các ion Pb2+ dẫn đến hiệu quả loại 
bỏ giảm. Trong khi đó ở pH cao hơn 8 với sự có mặt của các ion –OH sẽ hình 
thành Pb(OH)2 không tan làm giảm ion Pb
2+ trong dung dịch.
Các kết quả nghiên cứu trƣớc đây tƣơng đồng với kết quả trong nghiên 
cứu này. Vật liệu loại bỏ ion kim loại tốt nhất tại pH ban đầu của nƣớc thải là 
do trong môi trƣờng axit các ion H+ đã cạnh tranh Biogum cải tiến với các ion 
kim loại, với kích thƣớc nhỏ nhất trong số các ion, H+ dễ dàng di chuyển vào 
và chiếm giữ các chỗ trống trong phân tử nano CoFe2O4 của Biogum cải tiến, 
làm cho các vị trí trong phân tử bị lấp đầy và Biogum cải tiến không còn khả
năng bắt giữ các ion kim loại, dẫn đến hiệu quả xử lý giảm. Bên cạnh đó sự
proton hóa các nhóm -OH cũng làm giảm khả năng tạo phức và giảm hiệu quả
loại bỏ kim loại của Biogum cải tiến.
4.2.2. KếtquảxácđịnhlượngPACtốiưu
Thí nghiệm thực hiện trên 2 mẫu nƣớc thải xi mạ giả định và nƣớc thải 
NMXM biến thiên nồng độ PAC tƣơng ứng là 0,6 g/L đến 1,8 g/L PAC cho 
nƣớc thải xi mạ giả định và từ 1,2 g/L đến 3,6 g/L PAC cho nƣớc thải 
NMXM.
73
Hình 4.31: Xác định liều lƣợng PAC tối ƣu trên nƣớc thải xi mạ giả định
Hình 4.32: Xác định liều lƣợng tối ƣu PAC trên nƣớc thải NMXM
Kết quả nghiên cứu từ Hình 4.31 cho thấy với liều lƣợng PAC tối ƣu cho 
hiệu suất cải thiện trên nƣớc thải xi mạ giả định đạt cao nhất với ion Cu2+ là 
68,93% trong khi Zn2+ đạt 66,13% và thấp nhất là Ni2+ đạt 59,77%. Tuy nhiên 
khi khảo sát trên nƣớc thải xi mạ nhà máy, kết quả nghiên cứu từ Hình 4.32
cho thấy PAC cho hiệu suất cải thiện tốt nhất đối với ion Zn2+ đạt 58,73%, tiếp 
theo là Ni2+ đạt 52,35% và thấp nhất là ion Cu2+ đạt 39,74%.
Kết quả nghiên cứu của Bakar et al. (2013) khi sử dụng PAC kết hợp 
Polymer anion trên các mẫu nƣớc Ni2+ (6,7 mg/L) và Zn2+ (5,8 mg/L) với tốc 
độ khuấy nhanh 200 vòng/phút (2 phút), tốc độ khuấy chậm 40 vòng/phút (10 
phút), 70 mg/L PAC và 2 mg/L Polymer anion. Kết quả cho thấy hiệu suất cải 
74
thiện cao hơn do có sự kết hợp với vật liệu Polymer hóa học nhƣng chƣa loại 
bỏ hoàn toàn các ion kim loại, với hiệu suất loại bỏ ion Zn2+ đạt 83% và ion 
Ni2+ đạt 63%. 
Với kết quả nghiên cứu của Bakar et al. (2013) và kết quả nghiên cứu 
đƣợc mô tả ở Hình 4.31 và 4.32 cho thấy PAC chƣa cải thiện tốt các ion kim 
loại trong nƣớc thải nghiên cứu và có thể kết luận PAC là vật liệu chƣa hấp 
phụ tốt các ion kim loại trong nƣớc thải nghiên cứu.
4.2.3. KếtquảxácđịnhlượngBiogumtốiưu
Giữ pH ban đầu của các mẫu nƣớc thải (pH tối ƣu), thay đổi lƣợng
Biogum từ 0,4 - 2 g/L đối với nƣớc thải xi mạ giả định và 1,6 – 4,8 g/L đối với 
mẫu NMXM.
Hình 4.33: Xác định liều lƣợng tối ƣu Biogum trên nƣớc thải xi mạ giả định
Hình 4.34: Xác định liều lƣợng tối ƣu Biogum trên nƣớc thải xi mạ nhà máy
75
Kết quả nghiên cứu xác định đƣợc thông số tối ƣu của Biogum cho các 
mẫu nƣớc giả định là pH = 5 và lƣợng Biogum bằng 0,8 g/L đối với mẫu Cu2+ 
và Zn2+, bằng 1,6 g/L đối với mẫu Ni
2+ với hiệu suất loại bỏ kim loại là 79,26% 
(Ni2+); 83,11% (Cu2+); 82,96% (Zn2+). Kết quả nghiên cứu nƣớc thải nhà máy 
cho thấy 2,4 g/L Biogum loại bỏ tối đa 58,91% ion Ni2+; 4 g/L Biogum loại bỏ
đƣợc 71,78% ion Cu2+; 3,2 g/L Biogum loại bỏ đƣợc 78,06% ion Zn2+. Từ đó 
xác định lƣợng thích hợp để loại bỏ từng ion kim loại cho các mẫu nƣớc thải 
với thành phần ô nhiễm khác nhau. 
Theo kết quả nghiên cứu của Jaafarzadeh et al. (2014) sử dụng chitosan -
một loại polysaccarit tự nhiên đƣợc trích ly từ vỏ của các loài giáp xác - để
loại bỏ các ion Zn2+, Ni2+ (25 mg/L). Kết quả chỉ ra khi tăng lƣợng chất keo tụ
từ 10 tới 100 mg/L, hiệu suất loại bỏ các ion Zn2+, Ni2+ tăng từ 75% và 40,8% 
lên 98,5% và 87,9%. Nhận thấy ion Zn2+ đƣợc loại bỏ dễ hơn so với ion Ni2+. 
Theo kết quả nghiên cứu của Nacke et al. (2016) tiến hành trên mẫu 
nƣớc thải Cu2+, Zn2+ (10 mg/L) ở 25oC với tốc độ khuấy 200 vòng/phút loại bỏ
đƣợc trên 90% các ion Cu2+, Zn2+ nhƣng lƣợng chất keo tụ (trích ly từ hạt dầu 
mè) cần sử dụng lên đến 8 g/L. 
So sánh kết quả của nghiên cứu này với kết quả nghiên cứu của Nacke et 
al. (2016) cho thấy hiệu quả loại bỏ các ion kim loại của Biogum khá cao (trên 
80%) với lƣợng Biogum ít hơn, chƣa tới 3 g/L. 
Nhƣ vậy với hiệu quả loại bỏ kim loại cao, Biogum là một trong những 
chất keo tụ sinh học có tiềm năng xử lý ion kim loại nặng, nhƣng nhƣợc điểm 
của Biogum là không có khả năng thu hồi và tái sử dụng. Do đó yêu cầu đặt ra 
là tìm kiếm một loại vật liệu mới vừa thân thiện với môi trƣờng vừa có khả
năng thu hồi, tái sử dụng.
4.2.4. KếtquảxácđịnhlượngBiogumcảitiến tốiưu
Nghiên cứu trên đối tƣợng nƣớc thải xi mạ giả định có nồng độ đầu vào 
25 mg/L, biến thiên lƣợng Biogum cải tiến từ 0,25 g/L đến 0,75 g/L, nghiên 
cứu trên đối tƣợng nƣớc thải NMXM, biến thiên lƣợng Biogum cải tiến từ 0,5 
g/L đến 1,125 g/L.
76
Hình 4.35: Xác định liều lƣợng tối ƣu Biogum cải tiến trên nƣớc thải xi mạ giả
định
Hình 4.36: Xác định liều lƣợng tối ƣu Biogum cải tiến trên nƣớc thải 
nhà máy xi mạ
Kết quả nghiên cứu từ Hình 4.35 cho thấy ở liều lƣợng tối ƣu, Biogum 
cải tiến cải thiện ion kim loại của nƣớc thải giả định đạt cao nhất với ion đồng 
97,17%, ion kẽm đạt 94,97% và thấp nhất là ion niken 92,93%. Khi nghiên 
cứu trên nƣớc thải xi mạ nhà máy, kết quả từ Hình 4.36 cho thấy Biogum cải 
tiến đạt hiệu suất loại bỏ cao nhất với ion kẽm đạt 94,92% sau đó là ion đồng 
đạt 94,51% và thấp nhất là ion niken đạt 89,10%. Qua đó cho thấy hiệu suất 
cải thiện chất lƣợng nƣớc của Biogum cải tiến đạt hiệu quả các ion kim loại 
trên nƣớc thải nhà máy đạt từ 89,10 - 94,92% thấp hơn nƣớc thải giả định đạt 
từ 92,93 - 97,17%. Kết quả có thể giải thích do trong nƣớc thải nhà máy chứa 
77
nhiều thành phần ô nhiễm dẫn đến vật liệu Biogum ngoài hấp phụ kim loại 
nặng còn hấp phụ các thành phần ô nhiễm khác, dẫn đến hiệu suất cải thiện 
giảm đáng kể.
Kết quả so sánh hiệu quả cải thiện của Biogum cải tiến với Biogum và 
PACtrênđốitượngnước thải xi mạ giả định
Hình 4.37: Xác định hiệu suất cải thiện của các vật liệu nghiên cứu trên nƣớc 
thải xi mạ giả định
Hình 4.38: Xác định hiệu suất cải thiện của các vật liệu nghiên cứu trên nƣớc 
thải NMXM
Từ Hình 4.37 và Hình 4.38, kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu Biogum 
cải tiến cho hiệu quả cải thiện chất lƣợng nƣớc thải xi mạ giả định và NMDN 
tốt nhất sau đó là Biogum và thấp nhất là PAC khi nghiên cứu ở các điều kiện 
pH và lƣợng tối ƣu của từng vật liệu ở cùng điều kiện nghiên cứu Biogum xử 
78
lý tốt ion kim loại ở giá trị pH ban đầu của mẫu nƣớc nghiên cứu. Kết quả cho 
thấy Biogum là chất keo tụ phù