• Xử lý nước thải công nghiệp
  • Tư vấn môi trường trọn gói
  • Xử lý nước thải

Dự án

[Tổng hợp 100%] Các phương pháp Xử lý Nito trong nước thải

[Tổng hợp 100%] Các phương pháp Xử lý Nito trong nước thải

Với kinh nghiệm lâu năm, CCEP luôn đưa ra CHÍNH XÁC NHẤT các phương pháp khắc phục sự cố vượt chỉ tieu Nito và photpho trong nước thải THÀNH CÔNG 100%

Trong các bộ tiêu chuẩn, quy chuẩn của Việt Nam hiện nay, chỉ tiêu Nito, Photpho là 2 trong các chỉ tiêu gần như là thấp nhất trên cả nước.

Có nhiều phương pháp xử lý Nito trong nước thải. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, nên không thể nói phương pháp nào là tốt nhất.  

1. Nito trong nước thải tồn tại ở những dạng nào?

Chúng ta nên chia làm 2 nhóm: vô cơ và hữu cơ. Nito vô cơ thì đơn giản, đa số là amoni, nitrat và nitrit hoặc ure. Nito hữu thì phức tạp hơn nó có thể là các amin bậc thấp, axit amin, protein v.v.    

2. Các chỉ tiêu đánh giá hàm lượng nito trong nước thải? 

Có mấy chỉ tiêu cơ bản: NH4+, NO3-, NO2-, TKN và TN. Trong đó các bạn lưu ý có sự khác biệt giữa ký hiệu N-NH4+ với NH4+ tương tự vậy N-NO3- và NO3-. Trong đó: Chỉ tiêu N-NH4+ là lượng nito trong amoni, còn NH4+ là lượng amoni, khối lượng mol của N là 14 và của NH4+ là 18 vậy 2 chỉ số này sẽ chênh nhau khoảng gần 30%.

Trong trường hợp N-NO3- và NO3- thì mức độ chênh lệch lên tới 350%. Vậy nên các bạn phải xem xét kỹ chúng ta đang nói về chỉ tiêu nào nhé.

Chỉ số TKN hay còn gọi là tổng nito Kendal sẽ xác định lượng Nito hữu cơ + lượng nito ure + lượng nito amoni. Nguyên lý cơ bản là chuyển hóa tất cả lượng nito này thành NH3 rồi xác định lượng NH3 này thông qua một vài bước thí nghiệm. 

Vậy TKN và TN có khác nhau không? TN> TKN do TN ngoài các thành phần nito trong TKN còn có thêm nito trong nitrat và nitrit,

Nói cách khác chúng ta có thể viết công thức: TN=TKN + N/NO3- + N/NO2-  

3. Những phương pháp nào để xử lý nito trong nước thải? 

Bao gồm các phương pháp sau:

- Phương pháp hóa lý: tripping, trao đổi ion, hấp phụ.

- Phương pháp hóa học: oxi hóa amoni, kết tủa amoni bằng MAP (magie amoni photphat),

- Phương pháp điện hóa.

- Phương pháp sinh học: quá trình nitrat, denitrat và quá trình annamox. 

Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, nên không thể nói phương pháp nào là tốt nhất. Hãy lựa cơm gắp mắm, tình huống nào sẽ dùng phương pháp nào và thậm chí kết hợp các phương pháp 

4. Tripping là gì? 

Đây là phương pháp chuyển hóa toàn bộ amoni trong nước thải từ dạng NH4+ thành ammoniac NH3. Sau đó dùng lượng khí lớn loại bỏ NH3 ra khỏi nước thải. pH để thực hiện nên duy trì ở mức 11 – 11.5, lượng khí cần thổi thường ở mức 3m3 khí cho 1l nước thải, hiệu quả của quá trình tripping thường chỉ đạt tối đa 95%  

5. Nguyên lý của quá trình trao đổi ion. 

Phương pháp này thường dùng để khử amoni vì vậy đa số sẽ dùng hạt nhựa kationit. Hạt nhựa sau sử dụng được hoàn nguyên bằng axit sunfuric hoặc muối. Bài toán xử lý dung dịch này cũng khá phức tạp và tốn kém vì vậy phương pháp này thường không được áp dụng ở quy mô lớn.  

6. Nguyên lý của phương pháp điện hóa: 

Để xử lý amoni trong nước thải có một số nghiên cứu áp dụng pha nước thải với 20% nước biển và đưa vào bể điện phân với anod than chì và katod inox. Dưới tác dụng của dòng điện sẽ tạo thành magie hidroxit, chất này phản ứng với amoni và photpho trong nước thải tạo thành thành phần không tan là magie amoni photphat.

Ngoài ra quá trình điện phân còn hình thành Cl2 có thể oxi amoni, các chất hữu cơ và diệt khuẩn cho nước thải.Hiệu suất xử lý amoni của phương pháp này đạt 80 – 85%, hiệu điện thế sử dụng khoảng 7V, tiêu tốn điện năng ở mức 200A/h cho 1 m3 nước thải. Chất kết tủa tạo thành có thể sử dụng làm phân bón.

7. Phương án tối ưu, thông dụng và đơn giản nhất là phương pháp sinh học.

Để sử dụng tốt được phương pháp sinh học trong xử lý Nito thì điều quan trọng nhất là phải hiểu được chính xác công thức: BOD5:N:P = 100:5:1 – Theo quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, có 2 chỉ tiêu liên quan đến ni tơ là NH4+ (tính theo N) và NO3- (tính theo N).

NH4+ sẽ chuyển thành NO3- qua quá trình nitrification, sau đó NO3- chuyển thành N2 tự do bởi quá trình denitrification (như ảnh). Nitrification xảy ra ở bể hiếu khí, trong khi denitrification ở bể thiếu khí.

Nitrification xảy ra trước, denitrification xảy ra sau, vậy tại sao các bể lại thiết kế dạng A-O (thiếu khí trước – hiếu khí sau)? LÝ DO? Nếu quá trình xử lý hiếu khí trước, BOD có thể mất hết mà ni tơ mới chỉ ở dạng NO3-, chưa tách thành dạng N2 tự do. Khi đó nước thải sau xử lý sẽ đạt chỉ tiêu BOD và Amoni, nhưng không đạt chỉ tiêu Nitrat.

Do đó trong thiết kế thông thường, để giảm thể tích các bể chứa người ta thiết kế bể Anoxic trước bể Oxic, việc chuyển hóa từ NO3- thành N2 diễn ra trong bể Anoxic nhờ dòng bơm tuần hoàn. 

Sơ đồ xử lý acmoni trong nước thải sinh hoạt

Các quá trình cơ bản xảy ra như sau: 

1. Nitrat hóa 

Nitrat hoá là một quá trình tự dưỡng (năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được lấy từ các hợp chất ôxy hoá của Nitơ, chủ yếu là Amôni. Ngược với các vi sinh vật dị dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO2(dạng vô cơ) hơn là các nguồn các bon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá 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 hoá từ Nitơ Amoni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật , đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. ở giai đoạn đầu tiên amôni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat  

Bước 1. NH4- + 1,5 O2 –> NO2- + 2H+ + H2O 

Bước 2. NO-2 + 0,5 O2 –> NO3-  

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.

Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau :  

NH4- + 2 O2 –> NO3- + 2H+ + H2O (*)  

Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amoni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào. 

Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau : 

4CO2 + HCO3- + NH+4 + H2O –> C5H7O2N + 5O2  

C5H7O2N tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn. 

Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau :  

NH4++1,83O2+1,98 HCO3- –> 0,021C5H7O2N + 0,98NO3-+1,041H2O+1,88H2CO3  

Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá amôni thành nitrat cần 4,3 mg O2/ 1mg NH4+.

Giá trị này gần bằng với giá trị 4,57 thường được sử dụng trong các công thức tính toán thiết kế. Giá trị 4,57 được xác định từ phản ứng (*) khi mà quá trình tổng hợp sinh khối tế bào không được xét đến.

2. Khử nitrit và nitrat:

Trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.  + Khử nitrat : NO3- + 1,08


DỰ ÁN TIÊU BIỂU

  • 6 cách thông ống thoát nước bị tắc và biện pháp phòng tránh

    6 cách thông ống thoát nước bị tắc và biện pháp phòng tránh

    9/19/2019 8:04:05 AM

    Tổng hợp ĐẦY ĐỦ nhất các cách thông ống thoát nước bị tắc cũng như các biện pháp phòng tránh trước khi tắc đường ống. ĐƠN GIẢN VÀ CHẮC CHẮN HIỆU QUẢ

  • Các thiết bị cần thiết trong ngành xử lý nước thải

    Các thiết bị cần thiết trong ngành xử lý nước thải

    8/27/2019 12:10:01 PM

    Trong quá trình thiết kế, vận hành hệ thống xử lý nước thải và khí thải, biết được thành phần và tính chất nước thải là một điều quan trọng quyết định tính đúng sai của quá trình thiết kế. Bài viết liệt kê các thiết bị cần thiết phục vụ cho không chỉ kỹ sư thiết kế mà còn cho người trực tiếp vận hành hệ thống

  • Môi trường Xanh Cửu Long
  • Môi trường Nguyên Phát
  • Malaysia