Quá trình làm sạch các thiết bị và máy móc trong nhà máy in đã tạo ra lượng nước thải thuộc nhóm có hàm lượng chất hữu cơ cao (Li et al., 2007). Tuy lượng nước thải ngành in không lớn nhưng nồng độ COD có thể từ 20.000 - 100.000 mg/L, SS từ 800 - 1.200 mg/L, pH khá cao, độ màu cao (Ding et al., 011) làm giảm mỹ quan môi trường, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và đời sống của thủy sinh. Các thành phần ô nhiễm trong nước thải ngành in hầu hết có nguồn gốc từ polymer hữu cơ tổng hợp có độ bền cao, tỷ lệ BOD5/COD thường nhỏ hơn 0,4, và chứa các ion kim loại nặng (Ding et al., 2011). Đây là các yếu tố hạn chế áp dụng phương pháp sinh học để trực tiếp xử lý nước thải ngành in.

Nhiều phương pháp đã được nghiên cứu để xử lý nước thải nhà máy in. Nhóm phương pháp hấp phụ được nghiên cứu bởi Metes et al. (2004) sử dụng zeolite, Zhang et al. (2010) sử dụng zeolite biến tính từ PAMAM - polyamidoamine, Klančnik (2014) sử dụng than hoạt tính dạng bột và dạng hạt. Các phương pháp oxy hóa và oxy hóa nâng cao cũng được nghiên cứu để xử lý nước thải ngành in với đèn UV (Liang & Liang, 2005), fenton kết hợp keo tụ (Ma & Xia, 2009), UV-Fenton (Chen, 2010). Tuy nhiên, cả hai nhóm phương pháp xử lý này đều gây tốn kém chi phí mặc dù có thể giảm được nồng độ hữu cơ trong nước thải.

Nhóm phương pháp keo tụ cũng được nghiên cứu để xử lý nước thải mực in với các hóa chất keo tụ như PFC - polyferric chloride (Wu et al., 2002), PAC - polymerization aluminium chloride (Tapas et al., 2003; Việt và ctv., 2017a), FeCl3 (Zhao et al., 2005), PAC và PAM - polyscrylamide (Sun et al. 2005), FeCl3.6H2O (Klančnik, 2014). Đối với nhóm phương pháp điện hóa, các nghiên cứu đã sử dụng điện cực sắt, điện cực dương nhôm và điện cực âm sắt để xử lý nước thải ngành in (Ding et al., 2011; Li, 2007). Nhóm phương pháp keo tụ tạo ra nhiều bùn cặn gây ô nhiễm thứ cấp nhưng xử lý COD tốt, trong khi nhóm phương pháp điện hóa có hiệu suất xử lý COD thấp nhưng giảm độ màu tốt.

Dựa vào những đánh giá trên, việc kết hợp phương pháp keo tụ và điện hóa có tiềm năng để xử lý nước thải ngành in. Keo tụ điện hóa (KTĐH) là giao thoa của ba quá trình điện hóa, tuyển nổi và keo tụ. Nguyên lý chính của phương pháp này là các điện cực dương (nhôm hoặc sắt) dưới tác dụng của dòng điện sẽ bị ăn mòn và giải phóng các ion có khả năng keo tụ (Al3+ hoặc Fe3+) vào nước thải, kèm theo đó là các phản ứng điện phân sẽ tạo ra các bọt khí và tạo ra gốc HO● có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ; đồng thời giúp loại bỏ kim loại nặng (Holt et al., 2004). Tại Việt Nam, quy trình KTĐH đã được thử nghiệm xử lý nước thải tinh bột sắn (Sơn và ctv., 2020), nước rỉ rác (Hoàng và ctv., 2017), nước thải chế biến thủy sản (Mai, 2014), nước thải luyện kim (Khuê, 2014), nước thải dệt nhuộm (Hường, 2009; Tuấn, 2011). Đây là những loại nước thải có hàm lượng hữu cơ cao, có thành phần kim loại và độ màu cao tương tự nước thải ngành in. Nghiên cứu này được tiến hành nhằm tìm ra các thông số vận hành tối ưu quy trình KTĐH để xử lý sơ bộ nước thải ngành in, nước thải sau xử lý có thể tiếp tục được xử lý sinh học.

Kết quả thí nghiệm theo quy mô phòng thí nghiệm cho thấy bể KTĐH có thể xử lý sơ bộ nước thải nhà máy in với các thông số vận hành như sau: góc nghiêng điện cực 45o (so với phương ngang), mật độ dòng điện 240 A/m2 (ứng với diện tích bản điện cực 500 cm2), khoảng cách điện cực 1 cm, thời gian lưu nước 30 phút và hiệu điện thế 12 V.

Với nước thải nhà máy in có tính chất tương tự nước thải của thí nghiệm này, các thông số vận hành được sử dụng đã xác định mô hình bể KTĐH có thể xử lý màu, SS, COD, BOD5, TKN, TP đạt hiệu suất lần lượt là 96,27%, 95,30%, 92,52%, 94,98%, 90,27%, 93,35% và gần như 100% hàm lượng kim loại nặng (Cu và Zn) trong nước thải. Nước thải sau xử lý có hàm lượng DO tăng cao hỗ trợ tốt cho công đoạn xử lý sinh học tiếp theo.