Trong khuôn khổ này, màng MD được tổng hợp bằng phương pháp ảo pha với dung môi đảo pha có tỉ lệ thể tích H2O/Isoamyl alcohol khác nhau nhằm tối ưu hóa đặc tính kháng nước và khả năng thấm. Kết quả cho thấy sự điều chỉnh tỉ lệ dung môi có thể tác động mạnh đến hiệu suất xử lý; mục tiêu là nâng cao độ kháng nước (hydrophobicity), tăng thông lượng dòng thấm và cải thiện khả năng loại bỏ màu của nước thải nhuộm, từ đó tăng tiềm năng tái sử dụng nước trong chu trình sản xuất.

Ảnh minh họa

Kết quả nổi bật là màng MD tối ưu khi tỉ lệ thể tích H2O/Isoamyl alcohol đạt 50:50 cho ra thông lượng dòng thấm lên tới 18,05 L/m²·h và hiệu quả loại bỏ độ màu đạt 99,69%. Song song đó, nước nhuộm được thu hồi đến 60,35% sau 16 giờ vận hành, cho thấy khả năng tái sử dụng nước có kết quả khả quan trong ngắn hạn và tiềm năng mở rộng cho vận hành liên tục. So với màng MD thương mại, màng được tổng hợp từ dung môi đảo pha này cho thấy thông lượng dòng thấm cao hơn khoảng 1,3 lần, nhờ vào độ rỗng và cấu trúc lõi rỗng được cải thiện nhờ cơ chế phân tách pha và sự tách khuôn chất dung môi nhiều hơn. Kết quả này cho ra sự tối ưu hóa tỉ lệ dung môi đảo pha cùng với điều kiện vận hành có thể tạo ra màng MD có khả năng chống bám dính và thấm ướt nhanh hơn, từ đó giữ được hiệu suất loại bỏ và ổn định dòng thấm trong thời gian dài.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, isoamyl alcohol là một dung môi đảo pha hứa hẹn trong tổng hợp màng MD, mang lại cả lợi ích về độ kháng nước và nhiệt độ hoạt động ổn định. Với điểm sôi cao (131°C), isoamyl alcohol giúp nâng cao khả năng chịu nhiệt của màng và giảm hiện tượng phồng rộp ở nhiệt độ vận hành cao, từ đó duy trì hiệu suất xử lý tốt hơn so với các dung môi có nhiệt độ sôi thấp. Việc kết hợp nước vào hệ dung môi đảo pha không chỉ thúc đẩy quá trình đông tụ nhanh, mà còn làm tăng độ ưa nước trên bề mặt màng, giảm đáng kể hiện tượng bám bẩn và tạo điều kiện hoạt động ổn định trong thời gian dài. Đây là nghiên cứu đầu tiên ứng dụng kết hợp isoamyl alcohol và nước trong dung môi đảo pha để tổng hợp màng MD mà không phụ thuộc vào phụ gia hay biến tính polymer, mở ra triển vọng ứng dụng ngay trong ngành dệt nhuộm ở các khu vực như thành phố Bảo Lộc nói riêng và Việt Nam nói chung.

Các đặc trưng của màng MD được ghi nhận có tiềm năng lớn để đối mặt với các thách thức xử lý nước thải nhuộm: (i) thông lượng thấm cao và khả năng loại bỏ màu hiệu quả nhờ cấu trúc lõi rỗng và bề mặt mang tính kỵ nước được tối ưu bởi tỉ lệ H2O/ Isoamyl alcohol 50:50; (ii) khả năng thu hồi nước nhuộm và nước thải với hiệu suất khả dụng cho tái sử dụng trong vòng vận hành ban đầu và có thể được mở rộng cho vận hành liên tục khi được bổ sung các biện pháp kiểm soát cặn bám và tích hợp hệ thống làm sạch màng như CIP; (iii) tận dụng nhiệt thải từ quá trình xử lý nước thải để cung cấp nguồn nhiệt cho MD, giảm tiêu thụ năng lượng và tăng tính bền vững của chu trình xử lý nước. Các kết quả này cho thấy MD tổng hợp từ dung môi đảo pha nước+isoamyl alcohol có thể cung cấp một giải pháp công nghiệp xanh và dễ triển khai cho ngành dệt nhuộm tại Bảo Lộc và các khu vực có đặc thù nước thải tương tự, góp phần giảm ô nhiễm nguồn nước và nâng cao hiệu quả tái sử dụng nước trong chu trình sản xuất.