PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI

TRẠNG THÁI TỒN TẠI CỦA NITƠ TRONG NƯỚC THẢI

Trong nước thải, các hợp chất của Nitơ tồn tại dưới ba dạng: Các hợp chất hữu cơ, amoni và các hợp chất oxi hóa (Nitric và Nitrat). Trong nước thải sinh hoạt, Nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ chiếm khoảng 65% và dạng hữu cơ 35%. Nguồn Nitơ chủ yếu là từ nước tiểu. Mỗi người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước trung bình khoảng 1- 2 lít nước tiểu, tương đương với 12g Ni tơ trong tổng số. Trong số đó Nitơ trong ure là 0.7g, còn lại là các loại Nitơ khác.

 

TÁC HẠI CỦA NITƠ

_Đối với môi trường

Nitơ trong nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng lượng chất dinh dưỡng. Do vậy, nó gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo, gây tình trạng thiếu oxi trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước như NH4+, H2S, CO2, CH4…tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước. Hiện tượng đó gọi là phú dưỡng nguồn nước

Hiện nay, phú dưỡng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải, khiến các dòng sông có màu xanh đen, có mùi hôi thối do thoát khí H2S. Hiện tượng này tác động tiêu cực tới hoạt động sống của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái của nước hồ, tăng thêm mức độ ô nhiễm không khí của khu dân cư.

 

_Đối với quá trình xử lí nước

Sự có mặt của Nitơ có thể gây cản trở cho quá trình xử lí làm giảm hiệu quả làm việc của các công trình. Mặc khác, nó có thể kết hợp với các loại hóa chất trong xử lí để tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người.

 

XỬ LÍ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

_Trong quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, Nitơ amon sẽ được chuyển thành nitrit và nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu oxi, các loại vi khuẩn khử Nitrat Denitrificans (Dạng khí tùy tiện) sẽ tách oxi của Nitrat và Nitrit để oxi hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát khỏi nước. Quá trình này gồm có hai bước:

 

Nitrat hóa:

+ Là một quá trình tự dưỡng. Năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được lấy từ các hợp chất oxi hóa của Nitơ, chủ yếu là amoni. Ngược với các vi sinh vật dị dưỡng, các vi khuẩn nitrat hóa sử dụng CO2 dạng vô cơ nhiều hơn là các nguồn carbon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hóa tạo thành trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá trình dị dưỡng

+Quá trình Nitrat hóa từ Nito amoni được chia làm hai bước và có liên quan đến hai loại vi khuẩn Nitosomonas và Nitobacteria. Ở giai đoạn đầu tiên, amoni được chuyển thành nitrit, ở bước thứ hai, nitrit được chuyển thành nitrat

+Các vi khuẩn nitosomonas và Nitobacteria sử dụng năng lượng lấy từ phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối

+Cùng với quá trình thu năng lượng, một số ion amoni được đồng hóa vận chuyển vào trong mô các tế bào, chất tạo thành (C5H7O2N) được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn.

 

Khử Nitrit và Nitrat

+Trong môi trường thiếu Oxi, các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (Dạng kị khí tùy tiện) sẽ tách oxi của Nitrat và Nitrit để oxi hóa chất hữu cơ. Ni tơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát khỏi nước.

 

MỘT SỐ DẠNG QUY TRÌNH KẾT HỢP XỬ LÍ BOD/N

_Kênh oxi hóa tuần hoàn

+Kênh oxi hóa tuần hoàn hoạt động theo nguyên lí thổi bùn hoạt tính kéo dài. Quá trình thổi khí đảm bảo cho việc khử BOD và ổn định bùn nhờ hô hấp nội bào. Vì vậy, bùn hoạt tính dư ít gây ra hôi thối và khối lượng giảm đáng kể

 

+Các chất hữu cơ trong quy trình hầu như được oxi hóa hoàn toàn, hiệu quả khử BOD đạt 85- 95%. Trong vùng hiếu khí diễn ra quá trình oxi hóa hiếu khí các chất hữu cơ và nitrat hóa. Trong vùng hiếu khí diễn ra quá trình hô hấp kị khí và khử Nitrat

 

+Để khử Nito trong nước thải, người ta thường tạo điều kiện cho quá trình khử Nitrat diễn ra trong công trình. Kênh oxi hóa hoàn toàn hoạt động theo nguyên tắc của aeroten đẩy và các guồng quay được bố trí theo một chiều dài nhất định nên rất dễ tạo ra các vùng hiếu khí và thiếu khí luân phiên thay đổi. Quá trình nitrat hóa và khử nitrat cũng được thực hiện tuần tự trong các vùng này. Hiệu quả khử Nito trong kênh oxi hóa tuần hoàn có thể đạt từ 40- 80%.

 

_Xử lí kết hợp Nitơ và photpho

Photpho xâm nhập vào nước có nguồn gốc từ nước thải đô thị, phân hóa học, cuốn trôi từ đất, nước mưa hoặc photpho trầm tích hòa tan trở lại

Photpho trong nước thường tồn tại dưới dạng orthophotphat hay polyphotphat và photphat hữu cơ. Tất cả các dạng polyphotphat đều chuyển hóa về dạng orthophotphat trong môi trường nước. Trong nước mưa, hàm lượng Nitơ và photpho phụ thuộc vào lưu vực thoát nước, đặc điểm mặt phủ

Hợp chất photpho tự nhiên không độc hại, chỉ có một số loại este trung tính của axit photphoric dùng làm hóa chất bảo vệ thực vật là có độc tính cao. Trong nước bị ô nhiễm, hàm lượng photpho (tính theo photphat) không lớn, khoảng 0.1mg/l, chủ yếu dạng orthophotphat. Trong nước thải nồng độ photphat cao. Photpho là nguyên nhân chính gây ra bùng nổ tảo ở một số nguồn nước mặt, gây ra hiện tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khó chịu.

 

 Kết hợp xử lí Photpho và Nito trong nước thải bằng phương pháp sinh học

_Một trong những quá trình xử lí bằng phương pháp sinh học đang được phát triển đó là kết hợp xử lí cả Nito và Photpho. Bằng cách sử dụng bùn hoạt tính, các hợp chất trong quá trình xử lí thiếu khí, xử lí hiếu khí, xử lí yếm khí kết hợp hoặc riêng biệt để thực hiện quá trình khử Nito và photpho. Ban đầu quá trình này được phát triển để khử photpho, sau đó là kết hợp khử cả Nito và photpho. Các công nghệ được sử dụng thông dụng nhất là:

 

+Quy trình A2/O

Quy trình này được cải tiến từ quy trình A/O và bổ sung thêm vùng cấp oxi để khử nitrat. Giai đoạn lưu trong quá trình thiếu khí xấp xỉ một giờ. Tại vùng thiếu oxi, vi sinh vật lấy oxi từ nitrat và nitrit. Lượng nitrat và nitrit được bổ sung bởi hỗn hợp nước thải tuần hoàn từ sau vùng aerobic. Hàm lượng photpho tập trung trong nước thải nhỏ hơn 2mg/l là có thể chấp nhận được với nước thải không có công đoạn lọc và nhỏ hơn 1.5mg/l với nước thải sau lọc.

 

+Quy trình Bardenpho(5 giai đoạn)

Từ bể bardenpho 4 giai đoạn để xử lí Nito, bổ sung thêm một giai đoạn để kết hợp khử cả Nito và Photpho. Thêm giai đoạn thứ 5 là quá trình yếm khí anarobic để khử photpho lên đầu tiên của quy trình kết hợp khử Nito, photpho. Sự sắp xếp các giai đoạn và cách tuần hoàn hỗn hợp nước thải sau các vùng cũng khác nhau và khác quy trình xử lí A2/O. Hệ thống 5 bước cung cấp các vùng anaerobic, anoxic, aerobic để khử cả Nito, Photpho và hợp chất hữu cơ. Vùng anoxic (Giai đoạn 2) để khử nitrat và được bổ sung nitrat từ bể aerobic (Giai đoạn 3). Bể aerobic cuối cùng tách khí N2 ra khỏi nước và giảm hàm lượng photpho đến tối đa. Thời gian xử lí kéo dài hơn quy trình A2/O. Tổng thời gian lưu nước là 10- 40 ngày. Tăng sinh khối của vi sinh vật.

 

+Quy trình UCT

Giống quy trình A2/O nhưng có hai điểm khác biệt. Thứ 1, bùn hoạt tính được tuần hoàn đến bể anoxic thay vì bể anaerobic. Thứ 2, xuất hiện vòng tuần hoàn từ bể anoxic đến anaerobic. Bùn hoạt tính đến bể anoxic, hàm lượng nitrat trong bể anaerobic sẽ bị loại bỏ, theo đó ta tách được photpho trong bể anaerobic. Bản chất của vòng tuần hoàn giữa các bể là cung cấp hợp chất hữu cơ hòa tan (BOD) nhưng hàm lượng nitrat rất ít, tạo điều kiện tốt nhất để lên men kị khí trong bể anaerobic.

Một sản phẩm chuyên dùng xử lí nước của vina encorp

 

+Quy trình VIP

Quy trình này giống A2/O và UTC ngoại trừ cách tuần hoàn hỗn hợp nước thải giữa các bể. Bùn hoạt tính cùng với nước thải sau bể aerobic (Đã khử nitrat) được đưa lại bể anoxic. Nước thải từ bể anoxic quay trở lại đầu vào của anaerobic. Trên cơ sở những dữ liệu kiểm tra được, xuất hiện một số hợp chất hữu cơ trong nước thải đầu vào, đảm bảo sự ổn định trong hoạt động của bể kị khí, làm giảm nhanh chóng lượng oxi theo yêu cầu.

 

Hiện nay, VINA ENCORP là đơn vị chuyên tư vấn các giải pháp xử lí làm mềm nước trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đồng thời cung cấp thiết bị, nguyên vật liệu và thi công hệ thống xử lí nước thải với tiêu chuẩn chất lượng cao nhất, với đội ngũ chuyên gia có kinh nghiệm, chúng tôi tự tin mang đến giải pháp thích hợp nhất cho từng ngành nghề đặc trưng, quý khách hàng quan tâm có thể xem thêm thông tin chi tiết trong mục sản phẩm hoặc trực tiếp gọi đến số hotline để được tư vấn hỗ trợ thêm.