[Chia sẻ] 2 Cách xử lý nước thải nhiễm Lignin đơn giản hiệu quả

Lignin là một hợp chất cao phân tử có vai trò quan trọng trong việc tạo độ cứng và bền chắc cho thực vật. Tuy nhiên, lignin lại gây ra nhiều khó khăn trong quá trình xử lý nước thải, đặc biệt trong các ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy. Với cấu trúc phức tạp và không tan trong nước, lignin là nguyên nhân chính khiến chỉ số COD trong nước thải vượt ngưỡng cho phép. Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ chi tiết hơn với 2 cách xử lý nước thải nhiễm lignin đơn giản và hiệu quả nhất.

Lignin có nhiều trong nước thải nào?

Lignin là một hợp chất cao phân tử với cấu trúc không định hình. Đây là một loại polime thơm, không chứa carbohydrate, có mạch nhánh với các monome là các đơn vị phenylpropan không tan và khó bị phân hủy bởi enzyme. Lignin liên kết với các hemicellulose bao bọc quanh cellulose.

Lignin có mặt trong hầu hết các loài thực vật có mạch trên cạn, giúp cây giữ vững cấu trúc và bảo vệ khỏi các tác động của môi trường. Trong thực vật, lignin giúp ngăn thấm nước qua vách tế bào mô xylen và cản trở sự xâm nhập của vi sinh vật gây bệnh. Lignin có thể tham gia vào nhiều loại phản ứng hóa học như clo hóa, este hóa, oxy hóa, dimetyl hóa,…

Lignin thường tồn tại ở ba trạng thái: thủy tinh, dẻo và lỏng dính. Lignin được phân thành hai loại chính: lignin có chứa lưu huỳnh và lignin không chứa lưu huỳnh. Lignin không chứa lưu huỳnh thường được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và các lĩnh vực khác trong cuộc sống.

Cách xử lý Lignin trong xử lý nước thải

Để xử lý lignin, nhiều phương pháp như nhiệt, cơ học và hóa lý đã được áp dụng, nhưng hiệu quả vẫn chưa đạt mức tối ưu và không thể loại bỏ hoàn toàn lignin. Theo ý kiến của các chuyên gia, các phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn và nấm, được đánh giá mang lại hiệu quả cao hơn khi xử lý hợp chất lignin. Cụ thể:

Dùng nấm để xử lý Lignin

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số enzyme, bao gồm peroxidase, trong các loại nấm như Phanerochaete chrysosporium và nấm thối trắng C. subvermispora, có khả năng phân hủy lignin. Đặc biệt, enzyme peroxidase (một loại enzyme xúc tác quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ bằng hydrogen peroxide) được tiết ra đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý lignin. Sự tiết ra nhiều loại enzyme khác từ nấm giúp phân giải hiệu quả các hợp chất phenolic có trong lignin.

Khi nấm phân hủy lignin, chúng sản sinh ra enzyme phụ tạo ra hydrogen peroxide (H2O2), một chất thiết yếu cho sự hoạt động của enzyme lignin peroxidase và các loại peroxidase chứa heme, từ đó tăng cường khả năng phân giải lignin. Quá trình này không chỉ có vai trò trong tự nhiên mà còn được ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường và nước thải công nghiệp.

Dùng vi khuẩn để phân hủy Lignin

“Trái ngược với nấm, phần lớn enzyme của vi khuẩn tham gia vào quá trình phân hủy lignin hoạt động nội bào. Vi khuẩn phân hủy lignin thường thấy trong các môi trường nước như ao, sông và suối. Các chất hữu cơ như lá cây, cành cây chứa lignin, cellulose và hemicellulose tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân giải sinh học. Tại đây, vi khuẩn và enzyme có thể thực hiện việc phân hủy. Quá trình này diễn ra nhờ sự tác động trực tiếp của vi khuẩn lên lignin hoặc thông qua quá trình bào mòn tự nhiên, đặc biệt là khi chịu ảnh hưởng của sự biến đổi quang hóa.

Bên cạnh ánh sáng, một số yếu tố môi trường khác cũng ảnh hưởng đến khả năng phân hủy sinh học của lignin, bao gồm loại vi khuẩn, sự liên kết với khoáng chất và tình trạng oxy hóa khử. Sự kết hợp của các yếu tố này tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt động của vi khuẩn và enzyme, giúp quá trình phân hủy sinh học lignin diễn ra hiệu quả hơn.”

Những câu hỏi thường gặp về lignin

Ngoài thắc mắc lignin là gì, nhiều câu hỏi được đặt về chất hữu cơ này, cụ thể như sau:

Lignin có trong những thực vật nào?

Lignin thường xuất hiện rộng rãi trong hầu hết các loài thực vật bậc cao, đặc biệt là trong cây gỗ, cây bụi và các loại cỏ. Tuy nhiên, hàm lượng lignin lại khác nhau tùy theo loài cây và từng phần của cây. Thân cây thường là nơi tập trung nhiều lignin nhất.

Sự khác biệt giữa lignin và cellulose là gì?

Lignin có lợi ích gì trong nông nghiệp?

“Lignin có nhiều lợi ích trong lĩnh vực nông nghiệp, bao gồm:

• Cải thiện cấu trúc của đất
• Tăng khả năng giữ ẩm cho đất
• Cung cấp các dưỡng chất quan trọng cho cây trồng
• Kích thích sự phát triển của các vi sinh vật có lợi trong đất”

Xem thêm: 5+ Công dụng của CaCl2 trong xử lý nước thải bạn nên biết

Kết luận

Xử lý nước thải chứa lignin là một vấn đề cấp bách, đòi hỏi sự nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ tiên tiến. Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố và cần được đánh giá một cách tổng thể. Trong tương lai, việc phát triển các công nghệ xử lý lignin bền vững và hiệu quả sẽ góp phần bảo vệ môi trường và tạo ra các sản phẩm có giá trị.