LIGNIN – THÁCH THỨC LỚN TRONG NGÀNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Với sự gia tăng của dân số và nhu cầu tiêu thụ, lượng chất thải hữu cơ ngày càng lớn, gây áp lực lên môi trường. Lignin, một thành phần chính trong chất thải nông nghiệp và công nghiệp, là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã tìm kiếm những giải pháp để xử lý chúng? Vậy những giải pháp đó là gì? Bài viết dưới đây do Hòa Bình Xanh cung cấp hy vọng sẽ giải đáp được những thắc mắc của bạn.
LIGNIN LÀ GÌ?
Lignin là một hợp chất hữu cơ phức tạp, có cấu trúc cao phân tử và vô định hình. Nó là một trong những thành phần chính của thành tế bào thực vật, cùng với cellulose và hemicellulose. Đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên độ cứng và độ bền cho cây, giúp cây đứng thẳng và chống lại các tác động từ môi trường.
Lignin sở hữu nhiều tính chất hóa học đặc trưng. Chúng có khả năng tham gia vào các phản ứng như clo hóa, este hóa, oxy hóa, dimetyl hóa,… Chính những tính chất này đã giúp lignin trở thành một nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Bên cạnh đó, còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên độ cứng và độ bền cho cây, giúp cây chống chịu được các điều kiện khắc nghiệt của môi trường.
CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP TẠO RA NGUỒN THẢI LIGNIN
Đây một polymer thơm phức tạp, là thành phần chính của gỗ, chiếm khoảng 10 – 30% khối lượng khô của thực vật. Với cấu trúc phân tử đặc biệt, có khả năng tạo liên kết bền vững với các thành phần khác trong thành tế bào, góp phần tăng cường độ cứng và độ bền cho gỗ.
THÀNH PHẦN LIGNIN BÊN TRONG CÂY THÂN GỖ
Tuy nhiên, chính cấu trúc phức tạp này cũng khiến chất này khó bị phân hủy sinh học, gây ra nhiều vấn đề môi trường. Ở Việt Nam, với nguồn nguyên liệu gỗ keo và bạch đàn giàu lignin (khoảng 27,6%), việc xử lý nước thải chứa lignin là một thách thức lớn. Mặc dù vậy, đây cũng là một nguồn nguyên liệu tiềm năng:
- Sản xuất giấy và bột giấy: Đây là nguồn thải lignin lớn nhất
- Chế biến gỗ: Quá trình cắt, xẻ, mài gỗ cũng giải phóng một lượng lignin đáng kể vào nguồn nước thải
- Sản xuất nhiên liệu sinh học: Quá trình chuyển hóa các nguyên liệu thực vật giàu lignin thành nhiên liệu sinh học cũng tạo ra nước thải
Tại sao lignin lại có nhiều trong các loại nước thải này?
- Lignin là thành phần chính của gỗ: Nó đóng vai trò như chất kết dính giữa các sợi cellulose trong gỗ
- Lignin khó phân hủy: Đây là một hợp chất phức tạp và rất bền vững. Do đó, nó khó bị vi sinh vật phân hủy trong tự nhiên, gây ô nhiễm môi trường kéo dài.
VÌ SAO NƯỚC THẢI CHỨA LIGNIN LÀ THÁCH THỨC LỚN?
Nước thải chứa lignin là một thách thức lớn đối với môi trường và quá trình xử lý nước thải vì nhiều lý do sau:
- Khó phân hủy sinh học: Lignin có cấu trúc phân tử phức tạp, bền vững, khiến vi sinh vật khó phân hủy. Điều này dẫn đến khả năng tồn tại lâu dài trong môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước.
- Gây ô nhiễm nguồn nước: Làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, gây ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật thủy sinh. Ngoài ra, còn tạo màu, mùi khó chịu cho nguồn nước, làm giảm chất lượng nước.
- Tăng nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Quá trình phân hủy tiêu tốn nhiều oxy, làm tăng BOD của nước thải, gây khó khăn cho quá trình xử lý sinh học.
- Gây cản trở quá trình xử lý nước thải: Có thể kết tủa, tạo màng bám trên bề mặt thiết bị xử lý, làm giảm hiệu quả hoạt động của hệ thống và cũng làm giảm hiệu quả của các hóa chất keo tụ, gây khó khăn cho quá trình lắng.
- Tốn kém chi phí xử lý: Để xử lý hiệu quả nước thải chứa lignin, cần áp dụng các công nghệ xử lý tiên tiến và phức tạp, đòi hỏi đầu tư lớn về thiết bị và nhân lực.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
SỬ DỤNG NẤM
Việc sử dụng nấm để phân hủy lignin là một trong những phương pháp sinh học được xem là tiềm năng và thân thiện với môi trường nhất hiện nay. Nấm, đặc biệt là các loài nấm trắng thối, có khả năng sản sinh ra các enzyme đặc biệt có thể phá vỡ cấu trúc phức tạp của lignin. Nấm phân hủy lignin chủ yếu thông qua các enzyme như: Peroxidase, Manganese peroxidase, Laccase
Các loài nấm sử dụng phổ biến
- Nấm trắng thối: Đây là nhóm nấm được nghiên cứu nhiều nhất về khả năng phân hủy lignin. Các loài nấm trắng thối phổ biến như Phanerochaete chrysosporium, Pleurotus ostreatus…
- Nấm nâu thối: Một số loài nấm nâu thối cũng có khả năng phân hủy lignin, tuy nhiên hiệu quả thường thấp hơn so với nấm trắng thối.
Nấm Phanerochaete chrysosporium
SỬ DỤNG VI KHUẨN
Việc sử dụng vi khuẩn để phân hủy lignin là một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn trong xử lý nước thải chứa lignin, đặc biệt là trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy. Nhiều loài vi khuẩn, đặc biệt là các loại vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp, có thể sản sinh ra các enzyme giúp phá vỡ cấu trúc của lignin. Vi khuẩn phân hủy lignin chủ yếu thông qua các enzyme như: Laccase, Peroxidase, Manganese peroxidase
Tại sao chọn vi khuẩn?
- Khả năng thích ứng cao: Vi khuẩn có khả năng thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau và có thể phân hủy lignin trong các môi trường khắc nghiệt.
- Sinh khối lớn: Vi khuẩn sinh trưởng nhanh và tạo ra một lượng lớn sinh khối, giúp tăng tốc quá trình phân hủy.
- Đa dạng về enzyme: Vi khuẩn sản sinh ra nhiều loại enzyme khác nhau, giúp phân hủy lignin một cách hiệu quả.
Các loài vi khuẩn thường được sử dụng
- Các loài thuộc chi Pseudomonas
- Các loài thuộc chi Bacillus.
- Các loài thuộc chi Streptomyces
Dịch vụ xử lý nước thải – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh
Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh là đơn vị chuyên cung cấp dịch vụ xử lý nước thải uy tín, chuyên nghiệp hàng đầu tại Việt Nam. Với đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm, cùng hệ thống trang thiết bị hiện đại, chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện với môi trường. Ngoài ra Hòa Bình Xanh còn có các giải pháp xử lý khí thải, nước thải (nhà hàng, chế biến thủy sản, khách sạn,…)
Với phương châm: ”Uy tín, chất lượng là hàng đầu” Hòa Bình Xanh cam kết sẽ mang đến cho quý khách hàng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, đáp ứng nhu cầu cần thiết của quý khách.
Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh
Quý khách hàng có nhu cầu hợp tác công ty để xử lý nước thải hoặc quan tâm đến các hạng mục khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua HOTLINE: 0943.466.579 để nhận được sự hỗ trợ nhanh nhất và tận tình nhất.
