Quá trình nitrat hóa và khử nito trong xử lý nước

Làm sao để kiểm soát nồng độ Nito trong các nguồn nước thải? Quá trình nitrat hóa và khử nito diễn ra như thế nào, có đặc trưng gì trong các hệ thống xử lý?

Doanh nghiệp X vừa xây mới hệ thống xử lý nước thải và đã đi vào vận hành chính thức. Tuy nhiên sau thời gian, hệ thống gặp phải hàng loạt các vấn đề như phát sinh mùi hôi và nước không đảm bảo chất lượng. Chủ doanh nghiệp mặc dù đã dùng nhiều công nghệ khác nhau nhưng vẫn không xử lý triệt để vấn đề này.

Theo như tìm hiểu, Doanh nghiệp này cho hay các quá trình nitrat hóa và khử nito chính là nguyên nhân chính khiến hệ thống hoạt động không đảm bảo chất lượng. Vì thế, Doanh nghiệp muốn biết tác hại của quá trình này và phải làm thế nào để khắc phục sự cố?

Việc loại bỏ nito thông qua quá trình nitrat hóa và khử nitrat không đúng cách sẽ trở khiến hệ thống phát sinh rất nhiều vấn đề. Hôm nay, Hợp Nhất cũng xin đưa ra một số quan điểm và hướng khắc phục như sau:

Nồng độ nito quá lớn sẽ gây ra những tác hại nào?

Cacbon và nito là nguồn ô nhiễm gây ra hàng loạt vấn đề về chất lượng môi trường. Tất cả nguồn ô nhiễm từ đô thị, thành phố, khu công nghiệp, nông nghiệp phải được quản lý và kiểm soát để cải thiện chất lượng môi trường. Các vấn đề liên quan đến cacbon và nito:

  • Mất cân bằng hệ sinh thái tự nhiên và gây ra hiện tượng phú dưỡng.
  • Làm cạn kiệt nguồn oxy hòa tan trong nước làm cá chết và tạo ra các điều kiện môi trường tự hoại.
  • Gây ra các vấn đề mùi.
  • Các chất gây ô nhiễm làm phức tạp việc xử lý nước, chẳng hạn khi amoniac được sử dụng như nguồn cấp nước nên yêu cầu phải tăng liều lượng clo trong quá trình khử trùng.
  • Làm tăng rủi ro đối với sức khỏe con người.

Còn nitrat cũng là chất không mong muốn. Nồng độ nitrat tăng cao do sử dụng quá nhiều phân bón hóa học, hóa chất và chất thải con người. Các phương án xử lý nước thải chung có thể được chia thành 2 loại chính:

  • Hệ thống xử lý vật lý/hóa học.
  • Hệ thống xử lý sinh học.

Ứng dụng các quy trình này để:

  • Loại bỏ chất hữu cơ dạng cacbon trong nước thải.
  • Nitrat hóa sinh học.
  • Khử nito.
  • Loại bỏ photpho
  • Ổn định chất thải

Đặc trưng của quá trình nitrat hóa xử lý nước thải

Nitrat hóa là quá trình chuyển hóa amoniac trong nước thải thành nitrat bằng cách sử dụng vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí trong quá trình xử lý. Nitrat hóa vốn dĩ là quá trình gồm 2 bước loại bỏ amoniac khỏi nước thải bằng cách sử dụng 2 loại vi khuẩn tự dưỡng: oxy hóa amoniac thành nitrit (nitrosomonas) và oxy hóa nitrit thành nitrat (nitrobacter).

Cả 2 loại vi khuẩn này yêu cầu nồng độ sinh khối thích hợp như hỗn hợp MLSS, điều kiện môi trường (nhiệt độ, pH, độ kiềm), nguồn không khí và thời gian lưu trú của vi khuẩn dài hơn so với nhu cầu xử lý oxy hóa sinh học (BOD).

Một yếu tố khác cũng cần xem xét đó là việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cung cấp quá trình nitrat hóa sinh học là mật độ kiềm.

Quá trình nitrat hóa và khử nito trong xử lý nước
Quá trình nitrat hóa và khử nito trong xử lý nước

Các ứng dụng quá trình nitrat hóa và khử nito

  • Bộ lọc nhỏ giọt: cân bằng các yếu tố như nhiệt độ, oxy hòa tan, pH, chất xúc tác, tốc độ tải và hàm lượng BOD.
  • Màng sinh học RBC: cung cấp bề mặt diện tích lớn để cho sinh khối phát triển để loại bỏ chất hữu cơ, NH3-N và BOD5.
  • Bùn hoạt tính thông thường: khả năng loại bỏ BOD và nitrat hóa tương đối tốt.
  • Bùn hoạt tính 2 giai đoạn: tách quá trình khử cacbon và khử nito thành bể phản ứng riêng biệt.
  • Bể phản ứng khuấy trộn dòng chảy liên tục (CFSR): tốc độ xử lý nitrat và thời gian cư trú của CFSR tương đối ổn định.
  • Bể phản ứng màng sinh học tầng sôi (FBBR): sử dụng hạt than hoạt tính làm chất mang cho phép giữ lại nồng độ sinh khối cao.

Quá trình loại bỏ cacbon và nito

  • Bể bùn hoạt tính 2 giai đoạn: bao gồm hiếu khí – kỵ khí tái chế chất lỏng để loại bỏ nguồn cacbon và nitrat hóa.
  • Màng sinh học chìm: gắn với chất mang sinh học dạng sợi với khả năng tái chế nước theo quá trình kỵ khí – hiếu khí. Hiệu quả cao khi loại bỏ 80% nito, 90% COD và 98% BOD5.
  • Công nghệ BNR: bao gồm 3 giai đoạn xử lý tách biệt gồm kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí.
  • Màng sinh học di chuyển: giá thể trôi lơ lửng trong diện tích bề mặt lớn. Khử nito có sử dụng thêm axetat làm nguồn cacbon bên ngoài nên hiệu quả khử nito có thể đạt từ 80 – 90%.

Những hệ thống trên khá lý tưởng để ứng dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi hoặc nước thải tổng hợp để khử nito trong nước thải rất hiệu quả.

Chi tiết về các dịch vụ của công ty Hợp Nhất xem tại website: hethongxulynuocthai.org!