2), ferric chloride (FeCl3), và polyaluminum chloride (PAC), đã được áp dụng cả riêng lẻ và kết hợp với polyacrylamide (PAM) như một chất hỗ trợ đông tụ. Phương pháp thiết kế hỗn hợp (MDM) đã được sử dụng để đánh giá tác động của các sự kết hợp chất đông tụ lên hiệu quả thu hồi nước và thời gian lắng. Kết quả thực nghiệm thu được cho thấy sự kết hợp của các chất đông tụ ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả xử lý. Trong khi chất đông tụ hỗn hợp, chứa PAC và PAM, chứng tỏ hiệu quả trong quá trình đông tụ - tạo bông, MgCl2 được phát hiện là phụ gia hiệu quả nhất trong trường hợp không có PAM. Hiệu quả loại bỏ vượt quá 93%, có thể đạt được cho nhu cầu oxy hóa học (COD), độ đục và phẩm màu ở liều lượng chất đông tụ 10.0 g L−1 trong đó mức pH đóng vai trò quan trọng. Sự thay đổi trong tiềm năng zeta từ +0.34 đến −4.5 mV đã giảm đáng kể thời gian lắng xuống dưới 5 phút bằng cách thêm chất đông tụ hỗn hợp. Tuy nhiên, sự hình thành các bông không ổn định về mặt cơ học đã dẫn đến sự giải phóng các hạt nano mực, 59–80 nm, vào nước đã xử lý. Với việc xem xét hạn chế này, MgCl2 được khuyến nghị cho quá trình đông tụ - tạo bông các hạt mực để sản xuất các bông có độ ổn định cơ học cao hơn và khả năng chống lại sự phá vỡ do cắt. Phương pháp đề xuất cung cấp một lộ trình đơn giản, hiệu quả về chi phí và thân thiện với môi trường để xử lý nước thải công nghiệp bị ô nhiễm bởi các hạt nano mực.

Sự mở rộng nhanh chóng của ngành công nghiệp bao bì giấy đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong việc tiêu thụ mực in (Zięba-Palus và Trzcińska, 2011), dẫn đến nước thải có màu sắc cao bị ô nhiễm bởi các thành phần nguy hại như phẩm màu, thuốc nhuộm, nhựa, chất kết dính và dung môi. Việc xả thải những chất thải này mà không qua xử lý thích hợp đe dọa đến hệ sinh thái thủy sinh, hệ thống nông nghiệp và sức khỏe cộng đồng do ô nhiễm đất, nước mặt và nước ngầm (Ding et al., 2024). Do đó, việc xử lý hiệu quả nước thải bị ô nhiễm bởi mực in là một vấn đề quan trọng từ góc độ môi trường. Mặc dù các kỹ thuật phục hồi truyền thống, bao gồm xử lý sinh học (Zhang et al., 2003), oxy hóa hóa học (Zhang et al., 2021), hấp phụ (Noonpui et al., 2010), phương pháp điện hóa (Ramos et al., 2019), lọc màng (Zhang và Liu, 2003), phân hủy quang xúc tác (Vitale et al., 2023), và điện đông tụ (Zampeta et al., 2022b), đã được áp dụng, nhưng hiệu quả vẫn còn hạn chế, thường không đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng nước thải nghiêm ngặt.

Coagulation-flocculation được coi là một phương pháp đơn giản và hiệu quả về chi phí để xử lý nước thải tập trung từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm dược phẩm, hóa dầu, chế biến khoáng sản, sản xuất kim loại, thuộc da, dệt may, thực phẩm, bột giấy và giấy. Quy trình này loại bỏ hiệu quả một phần lớn các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, đồng thời giảm màu sắc và độ đục (Meteš et al., 2000). Cơ chế đông tụ-kết tủa liên quan đến việc làm mất ổn định các hạt keo, hình thành các tập hợp nhỏ sau đó phát triển thành các floc lớn hơn trong quá trình kết tủa. Hiệu quả của quy trình phụ thuộc vào một số yếu tố như: cấu trúc hóa học của chất đông tụ, pH, độ mạnh ion, nồng độ chất rắn và phân bố kích thước hạt trong huyền phù (Li et al., 2006). Để loại bỏ hiệu quả các hạt nano mực, một phương pháp điều trị kết hợp thường là cần thiết. Sự kết hợp của quy trình này với sự hấp phụ lên các hạt zeolite đã được chứng minh là nâng cao hiệu quả loại bỏ (Metes et al., 2004). Hơn nữa, các hợp chất hữu cơ có thể được loại bỏ đáng kể thông qua các hệ thống điều trị tích hợp, bao gồm phân hủy kỵ khí-aerobic và kết tủa-kết tủa (Wang et al., 2008). Điện đông tụ đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải chứa các hạt mực in, làm giảm đáng kể nồng độ các hợp chất phẩm màu (Papadopoulos et al., 2019). Quy trình Fenton đã được kết hợp với đông tụ để điều trị nước thải từ ngành in (Ma và Xia, 2009; Sayın et al., 2022). Ngoài ra, việc tích hợp điều trị vật lý-hóa học với lọc nano đã được khám phá như một chiến lược khả thi để thúc đẩy quá trình thu hồi nước (Bes-Pia et al., 2003). Trong số các phương pháp phục hồi tiên tiến, sự sụp đổ thủy động học kết hợp với hydrogen peroxide cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ các hạt mực và giảm nhu cầu oxy hóa học (COD) (Zampeta et al., 2021, 2022a). Các chất đông tụ đóng vai trò quan trọng trong việc thu hồi nước thải công nghiệp bị ô nhiễm bởi mực in. Các chất đông tụ đã được tiền thủy phân, chẳng hạn như polyaluminum chloride (PAC), polyaluminum ferric chloride (PAFCl), polyferrous sulfate (PFS) và polyferric chloride (PFCl), đã được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải (Nandy et al., 2003; Verma et al., 2012). Đông tụ-kết tủa trong sự hiện diện của PAC được coi là một quy trình khả thi để loại bỏ độ đục, kim loại và vật liệu hữu cơ so với alum. PAC là một hỗn hợp của Al3+ và các cation nhôm polymer, bao gồm Al2(OH)24+, Al8(OH)204+, AlO4Al12(OH)24(H2O)127+ (Yang et al., 2011), trong đó hợp chất cuối cùng là loài hiệu quả nhất trong đông tụ-kết tủa (Gao et al., 2005). AlO4Al12(OH)24(H2O)127+ là một chất đông tụ đã được tiền thủy phân với điện tích dương cao so với Al3+ (Hu et al., 2006). Do đó, việc sử dụng PAC làm chất đông tụ dẫn đến hiệu suất tốt hơn trong việc xử lý nước thải (Wang et al., 2015). Mặt khác, độc tính của các chất đông tụ dựa trên nhôm được cho là do nồng độ Al3+ có sẵn cho các sinh vật hơn so với các hợp chất nhôm polymer (Mortula et al., 2013). Nồng độ Al3+ còn lại trong nước đã được xử lý cũng được phát hiện là ở nồng độ thấp hơn khi sử dụng PAC so với các chất đông tụ dựa trên nhôm khác (Kimura et al., 2013). Trong khi PAC đã được xác định là chất đông tụ hiệu quả nhất, ferric chloride cho thấy hiệu suất loại bỏ hạn chế trong việc phục hồi nước thải bị ô nhiễm bởi các hạt mực (Nandy et al., 2004). Ngược lại, đông tụ sử dụng PAC và ferrous sulfate nâng cao quy trình Fenton, cải thiện cả hiệu suất loại bỏ màu và COD (Ma và Xia, 2009). Hiệu suất loại bỏ COD phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm pH, liều lượng chất đông tụ, thời gian trộn và tốc độ (Fendri et al., 2013; Shaheed et al., 2020). Việc thêm PAC vào nước thải...ter dẫn đến việc loại bỏ hoàn toàn màu sắc, mặc dù quá trình này yêu cầu một khoảng thời gian lắng đọng kéo dài. Magie clorua cung cấp thời gian lắng đọng ngắn hơn so với alum và PAC (Tan et al., 2000). Thêm vào đó, nhôm magie clorua polymer hóa (PAMC) thể hiện hiệu suất tốt hơn so với PAC trong việc loại bỏ độ đục, phẩm màu và COD từ nước thải in (Yang et al., 2024). Các chất keo tụ từ tính, được tổng hợp qua các phản ứng trạng thái rắn, cũng đã được áp dụng thành công trong việc xử lý nước thải chứa mực (Ding et al., 2021). Mặc dù polyferric clorua không phải lúc nào cũng hiệu quả trong việc giảm COD, nhưng poly-silicate-aluminum-ferric chloride (PSAFC) thể hiện khả năng loại bỏ hữu cơ vượt trội hơn so với PAC (Yuan et al., 2006).

Polyacrylamide (PAM), một polyelectrolyte tổng hợp hòa tan trong nước, thể hiện sự ưa thích cao trong việc liên kết với các hạt lơ lửng. Do các dạng không ion, anion và cation của PAM, vật liệu này cải thiện đáng kể tiềm năng tạo bông trong xử lý nước thải (Harif et al., 2023). Đặc biệt, PAM anion làm giảm thời gian lắng khi được sử dụng như một chất hỗ trợ đông tụ (Zampeta et al., 2022c). Sự kết hợp giữa PAC và PAM cation cho thấy vai trò hiệu quả trong việc loại bỏ phẩm màu từ nước thải của ngành công nghiệp bìa (Nath và Pande, 2020). Sử dụng chính của PAM trong xử lý nước thải là để kết nối các hạt đã đông tụ trong sự hiện diện của các chất đông tụ vô cơ như PAC (Nan et al., 2016). Polyacrylamide có điện tích đối lập so với các hạt lơ lửng được hấp phụ mạnh mẽ để giảm sự đẩy điện (Zhu et al., 2018; Habibi et al., 2024). Đối với polyacrylamide không ion, hoặc PAM có cùng điện tích với các hạt, sự hấp phụ xảy ra thông qua các liên kết hydro của các chuỗi polymer riêng lẻ, tạo thành các cầu phân tử giữa các hạt liền kề (Peiris et al., 2010). Các nhóm amide lộ ra của PAM không ion cung cấp điều kiện tuyệt vời cho sự tương tác với các hạt. Các phương pháp thay thế, chẳng hạn như sự kết hợp giữa chitosan và tannin, cho thấy hiệu quả đáng kể trong việc loại bỏ mực từ nước thải (Roussy et al., 2005). Hơn nữa, các chất tạo bông có nguồn gốc từ bột gỗ, thể hiện hiệu suất vượt trội trong quá trình đông tụ-tạo bông so với PAC kết hợp với PAM (Guo et al., 2021). Trong khi các chất đông tụ vô cơ thường được sử dụng do chi phí thấp và dễ áp dụng, các chất tạo bông polymer hữu cơ đã thu hút được sự quan tâm ngày càng tăng nhờ hiệu quả xử lý đặc biệt. Do đó, các biopolymer phân hủy sinh học đã nổi lên như một lựa chọn bền vững (Lee et al., 2014). Hiệu suất của các chất tạo bông sinh học trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ từ nước thải phụ thuộc vào các cơ chế như hấp phụ, trung hòa điện tích và phản ứng hóa học (Li et al., 2020). Các chất đông tụ lai vô cơ-hữu cơ cũng thể hiện hiệu quả loại bỏ độ đục cao (Abujazar et al., 2022). Tuy nhiên, bùn phát sinh từ xử lý nước thải truyền thống thường độc hại và không phân hủy sinh học, gây ra rủi ro môi trường đáng kể. So với đó, các chất đông tụ có nguồn gốc thực vật cung cấp một lựa chọn bền vững nhờ tính phân hủy sinh học, không độc hại và hiệu quả về chi phí (Owodunni và Ismail, 2021). Mặc dù một số nghiên cứu đã báo cáo về việc xử lý nước thải bị ô nhiễm mực in thông qua quá trình đông tụ-tạo bông, mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là xác định một chất đông tụ lai phù hợp, chứa magnesium chloride (MgCl2), ferric chloride (FeCl3), và polyaluminum chloride (PAC), nhằm tối đa hóa hiệu quả thu hồi nước và giảm thiểu thời gian lắng. Trọng tâm chính của nghiên cứu là nâng cao độ ổn định cơ học của các bông dưới các lực cắt mạnh mẽ để ngăn chặn sự giải phóng các hạt nano mực, điều này khác với các nghiên cứu trước đó. Những vật liệu vô cơ này được chọn để đạt được một chất đông tụ lai hiệu quả trong sự hiện diện và vắng mặt của PAM, điều này rất quan trọng trong việc kiểm soát độ ổn định cơ học. Hơn nữa, để hiểu một cách có hệ thống các tương tác giữa các chất đông tụ nhằm tạo điều kiện cho việc xử lý nước thải công nghiệp thải ra từ đơn vị in, đã được điều tra thông qua phương pháp thiết kế hỗn hợp (MDM) và phương pháp bề mặt phản ứng (RSM). Các phát hiện cung cấp những hiểu biết quý giá trong việc phát triển một phương pháp dễ dàng, hiệu quả về chi phí và thân thiện với môi trường để đạt được việc loại bỏ tối đa COD, độ đục và phẩm màu bằng cách xác định các điều kiện vận hành phù hợp, bao gồm liều lượng chất đông tụ và mức pH.