5+ Giải pháp xử lý nitơ trong nước thải hiệu quả nhất 2024

Tại sao phải xử lý nito trong nước thải? Phương pháp xử lý nito hiệu quả là gì? Hãy cùng Thành Tín tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Tại sao phải xử lý nito trong nước thải?

Trạng thái tồn tại của nito trong nước thải

Trong nước thải, nito tồn dạng ở 3 dạng:

• Các hợp chất hữu cơ
• Amoni
• Các hợp chất dạng oxy hóa

Nito tồn tại trong nước thải sinh hoạt dưới dạng vô cơ 65% và hữu cơ 35% xuất phát chủ yếu từ nước tiểu, phân, nước thải nhà bếp, nước xám.

Trong tự nhiên nito tồn tại ở nhiều dạng hợp chất hóa học, tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa vật chất giữa các dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ.

Loại vi sinh tự dưỡng chủ yếu là Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus,… thực hiện phản ứng oxy hóa amoni với oxy để sản xuất năng lượng cho mục đích hoạt động sống, sinh trưởng và phát triển.

Loại sinh vật dị dưỡng là Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus,… khử nitrit, nitrat với chất hữu cơ để tạo thành khí nitơ

Tác hại của nito đối với môi trường

• Đối với nước thải thì thành phần nito rất cao nếu như chảy vào sông hồ chắc chắn sẽ tăng hàm lượng chất dinh dưỡng tạo điều kiện phát triển mạnh mẽ cho rong, rêu, tảo gây nên tình trạng thiếu oxy trong nước, làm giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường sống của thủy sinh vật.
• Nhiều chất độc hại được sinh ra như NH4+, H2S, CO2, CH4,…tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật trong môi trường gây nên hiện tượng phú dưỡng nguồn nước.
• Một hàm lượng nhỏ Amoniac có thể phát sinh và gây độc làm chết vi sinh vật dưới nước.
• Hiện tượng nguồn nước ô nhiễm bởi nito thường có các biểu hiện như: nước có màu xanh hoặc đen, mùi hôi thối do khí H2S thoát ra ngoài, một phần nhỏ ảnh hưởng đến hoạt động sống xung quanh của người dân khu vực đó.
• Nito cản trở quá trình xử lý nước thải làm giảm hiệu quả làm việc trong hệ thống, bên cạnh đó nếu gặp và kết hợp với một số hóa chất trong xử lý có thể tạo ra phức hợp hữu cơ gây độc cho con người.

Xem thêm: Quy định mức xử phạt hành vi xả nước thải chưa xử lý ra môi trường 2022

Làm thế nào để xử lý nito trong nước thải?

Với tiêu chí nguồn nước thải đầu ra ngày càng yêu cầu cao bắt buộc các đơn vị, nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư sinh hoạt đáp ứng việc xử lý nước thải cũng như phải có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn.

Để xử lý thành phần nito trong nước thải không phải là điều quá khó bởi hiện nay có rất nhiều công nghệ hỗ trợ xử lý hiệu quả. Tuy nhiên cần dựa vào điều kiện, chi phí, tính toán cụ thể để đưa ra được phương án tốt nhất. Một số phương pháp xử lý nito trong nước thải như sau:

Giải pháp sinh học cho nito trong nước thải

Giải pháp xử lý bằng phương pháp sinh học cụ thể là hiếu khí thì thành phần nito sẽ được chuyển hóa thành nitrit và nitrat nhờ hoạt động của vi khuẩn

Quá trình chuyển hóa Nito trong nước thải diễn ra theo quy trình như sau:

Giai đoạn Nitrat hóa: đây là quá trình tự dưỡng cung cấp năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn tách ra từ các hợp chất oxy hóa của Nito và chủ yếu là Amoni. Các vi khuẩn nitrat hóa sử dụng CO2 ở dạng vô cơ để tổng hợp sinh khối mới. Quá trình sinh khối này tạo thành quá trình dị dưỡng.

• Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amôni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật , đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. Trong giai đoạn đầu tiên amôni được chuyển thành nitrit và ở giai đoạn thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat
• Các vi khuẩn Nitơsomonas và vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các 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 Amôni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào.
• kết quả sau quá trình thu năng lượng tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn

Lượng oxy cần thiết để oxy hóa amoni  thành nitrat từ 4,3mg/ 1mg NH4+

Giai đoạn khử nitrit và nitrat: trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí ) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Thành phần nitơ tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước thải bay ra giải phóng ra môi trường.

• Khử nitrat theo công thức

NO3- + 1,08 CH3OH + H+ –> 0,065 C5H7O2N + 0,47 N2 + 0 ,76CO2 + 2,44H2O

• Khử nitrit theo công thức

NO2- + 0,67 CH3OH + H+ –> 0,04 C5H7O2N + 0,48 N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O

Quá trình khử Nitrat diễn ra chuyển hóa thành khí N2 giảm hàm lượng nito, hàm lượng amoni trong nước thải.. giúp nguồn nước thải sau quá trình xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định đầu ra, giảm tác hại gây ô nhiễm môi trường.

Xử lý nito bằng phương pháp sinh học đang là giải pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay trong các hệ thống xử lý nước thải.

Phương pháp hóa học để xử lý nito trong nước thải  

Dựa vào phương pháp hóa học để xử lý Nito cần đảm bảo được nồng độ pH trong nước thải từ 10 – 11 bằng cách thêm Ca(OH)2 với nồng độ 10g/L để tạo thành NH4OH. Khi đó Amoni sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang khí và đưa ra ngoài không khí qua tháp làm lạnh.

Tuy nhiên nhược điểm cần lưu ý:

• Chi phí đầu tư đầu vào khá tốn kém nên cân nhắc để có sự lựa chọn phù hợp
• Vận hành hệ thống xử lý Nitơ trong nước thải theo phương pháp hóa học đòi hỏi không khí lớn và lượng Ca(OH)2 cao
• Phương pháp này phát sinh hệ lụy là phải tìm cách làm giảm pH bằng H2SO4 trước khi thải ra môi trường

Xử lý nito bằng phương pháp điện hóa

Pha nước thải với 20% nước biển sau đó đưa vào bể điện phân với anod than chì và Katod Inox để xử lý hiệu quả nito và amoni trong nước thải.

Quá trình điện hóa tạo ra dòng điện tạo thành Magie Hydroxit đây là chất phản ứng với photpho và amoni trong nước tạo thành thành phần không tan là Magie Amoni Photphat.

Cl2 được hình thành từ đây tạo ra quá trình oxy hóa với amoni, các chất hữu cơ, diệt khuẩn cho nước thải.

Phương pháp oxy hóa khử xử lý nước thải chứa nito

Khi bổ sung Clo vào nước thải quá trình xử lý sẽ diễn ra dưới dạng: NH3 phản ứng với Clo dưới dạng HOCl tạo ra các sản phẩm trung gian là NH2Cl, NHCl2, NCl3… quá trình xử lý này sẽ diễn ra liên tục khi thêm HOCl quá trình phản ứng sẽ tạo ra sản phẩm là nito phân tử.

Quá trình oxy khử sẽ hoạt động tốt phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, thời gian xử lý và tỷ lệ HOCl/NH3. Với tỷ lệ HOCl/NH3 = 2 sản phẩm chủ yếu là NHCl2, khi tỉ lệ HOCl/NH3 = 3 thì sản phẩm xử lý tạo ra chủ yếu là NCl3.

Theo tỉ lệ mol HOCl/NH3 =1 tại pH = 7-8 tất cả NH3 đều chuyển hóa thành monocloamin với tốc độ rất nhanh. Với tỉ lệ HOCl/NH3 =2 với tỉ lệ mol=1 (mg/l) tại vùng pH =  7- 8 thì sản phẩm chủ yếu là dicloamin, khi tỉ lệ trên bằng 3 thì sản phẩm là tricloamin. Hai phản ứng sau có tốc độ chậm hơn phản ứng đầu, nhanh ở vùng pH thấp, chậm ở vùng pH cao.

Xử lý nito trong nước thải bằng phương pháp hoá lý keo tụ – tạo bông

Phương pháp này nhằm loại bỏ amoni trong nước thải bằng phương pháp kết tủa dưới dạng (NH4)MgPO4.6H2O khi thêm MgCl2 và Na2HPO4 trong quá trình xử lý. Với phương pháp này được thực hiện với tỉ lệ Mg:NH4:PO4 = 1:1:1 và PH trong nước từ 8,5 – 9.

Hiệu quả của phương pháp này có thể giảm nồng độ amoni trong nước thải rỉ rác từ 5.600mg/l xuống còn 110mg/l trong 15 phút. Còn với nước thải sinh hoạt hiệu quả xử lý đạt 66%. ….

Ngoài ra phương pháp này còn có thể ứng dụng cho việc loại bỏ hợp chất chứa Photpho ra khỏi nguồn nước.

Xem thêm: 5+ Phương pháp xử lý amoni trong nước thải đơn giản

Lời kết

Để đáp ứng hiệu quả việc xử lý nito trong hệ thống xử lý nước thải cần:

• Môi trường yếm khí
• Có nitrat (NO3- ) hoặc nitrit (NO2-)
• Cung cấp đủ lượng vi khuẩn kỵ khí để khử nitrat
• Có nguồn cacbon hữu cơ
• Nhiệt độ nước thải không quá thấp.

Quý khách hàng, quý doanh nghiệp cần hỗ trợ trong các công trình xử lý nước thải, thi công trọn gói, dịch vụ nước thải, môi trường đầy đủ vui lòng liên hệ với Thành Tín qua hotline 0964511345