Quá trình khử Nitrat trong xử lý nước thải

Khử Nitrat trong xử lý nước thải là quá trình phản ứng tách O₂ ra khỏi Nitrit(NO₂) và Nitrat(NO₃) nhờ tác dụng của các vi sinh vật sinh vật khử Nitrat. Trong các hệ thống xử lý nước thải hiện đại, người ta thường kết hợp quá trình khử Nitrat trong các bể thiếu khí. Vậy quá trình khử Nitrat như thế nào? Hãy theo dõi bài viết dưới đây nhé!

Quá trình khử Nitrat trong xử lý nước thải

Trước khi nói đến khử nitrat, chúng ta cần nói qua quá trình nitrat hóa. Nitrat hóa thường được thực hiện kết hợp tại phản ứng phân hủy sinh học hiếu khí. Quá trình này phân hủy Amoni thành các Nitrit và Nitrat. Sau đó, hai sản phẩm của nó sẽ được xử lý tuần hoàn tại bể thiếu khí. Và quá trình khử Nitrat được thực hiện tại đây.

Quá trình khử Nitrat trong xử lý nước thải có thể được biểu diễn bằng phương trình phản ứng dưới đây: 

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

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

Quá trình này sẽ tách oxy ra khỏi NO₂ và NO₃ để oxy hóa các chất hữu cơ; N₂ sẽ được giải phóng ra môi trường theo dạng khí. Mục đích cuối cùng của nó là giảm hàm lượng Nitơ ra khỏi nước thải, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định, giảm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Cụ thể về lợi ích của quá trình khử nitrat trong xử lý nước thải là như thế nào? Hãy theo dõi phần tiếp theo dưới đây nhé!

Bạn quan tâm các sản phẩm van công nghiệp, vật tư đường ống ứng dụng cho hệ thống xử lý nước thải? Liên hệ ngay Hotline để được hỗ trợ, tư vấn và báo giá ưu đãi. THP Valve nhập khẩu lưu kho sẵn hàng hàng số lượng lớn các loại: van bướm điều khiển điện, van bi, van cổng, van 1 chiều, đồng hồ đo nước thải, khớp nối mềm,… 

Quá trình khử Nitrat trong xử lý nước thải nhằm mục đích gì?

Trong thực tế, rất nhiều nguồn nước thải chứa lượng lớn hợp chất chứa Nitơ như: amoni, amoniac,… Đặc biệt là nguồn nước thải từ chăn nuôi. Đây là những khí độc hại hòa tan trong nước thải. Nếu chúng được thải trực tiếp ra môi trường sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và các sinh vật xung quanh. Lúc này, chúng ta phải sử dụng biện pháp để xử lý gồm: Nitrat hóa – khử nitrat. 

Trong khi Nitrat hóa sẽ phản ứng phân hủy Amoni và amoniac thành Nitrit và nitrat. Quá trình khử Nitrat sẽ phân hủy Nitrit, nitrat thành khí Nitơ. Khí nitơ tự do này sẽ được thải ra không khí mà không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Hai quá trình trên không thể tách rời nhằm loại bỏ Nitơ trong nước thải(tách Nitơ cố định trong các chất gây ô nhiễm, có hại thành khí Nitơ không gây hại).

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat trong xử lý nước thải

Nồng độ oxy

Quá trình khử nitrat chỉ xảy ra trong điều khiện thiếu khí – nồng độ oxy gần như bằng 0. Lúc này, nitrat phân hủy sẽ trở thành nguồn cung cấp oxy chính cho các vi sinh vật. Chính vì vậy, quá trình Nitrat được thực hiện trong điều kiện thiếu oxy ( nồng độ oxy hoà tan nhỏ hơn 0.5 mg/L)

Khi vi sinh thiếu khí bẻ gãy Nitrat (NO₃) để lấy oxy. Nitrat được khử lần lượt thành Nitơ oxit (N₂O), khí Nitơ (N₂) và Oxy(O₂). N₂ sẽ thoát ra ngoài khí quyển như bọt khí, hoàn thành quá trình giảm thiểu hàm lượng Nitơ trong nước thải.

Lưu ý : Khí Nitơ tự do được giải phóng là thành phần chính của không khí, không gây ô nhiễm – nguy hại đến môi trường và sinh vật xung quanh.

Nguồn cacbon

Để quá trình khử Nitrat diễn ra cần đáp ứng yêu cầu bổ sung đủ nguồn cacbon . nguồn cacbon hữu cơ có thể được đáp ứng bởi:

• Nguồn cacbon bên ngoài như: Methanol , ethanol, acetate
• Nguồn cacbon bên trong bằng cách sử dụng nguồn BOD đầu vào trong nước thải
• Cacbon hữu cơ thu được từ quá trình phân huỷ nội bào của sinh khối ( sự phân huỷ các chất hữu cơ tế bào)

Nhiệt độ

Nhiệt độ cao giúp tăng tốc độ tăng trưởng của các vi sinh khử Nitơ , hổ trợ quá trình khử Nitrat hiệu quả hơn. Theo đó nhiệt độ phù hợp để khử Nitrat diễn ra từ 5-30 độ C. tuy nhiên các vi sinh vật khi được ứng dụng trong các sản phẩm vi sinh , nhiệt độ phù hợp rơi vào khoảng từ 30-36 độ C để phát huy cao nhất hiệu quả

Hiện nay , Nitrat trong tiêu chuẩn xả thải nước sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT loại A tổng Nitơ là 20 mg/l, như vậy Nitrat cao nhất cao nhất cũng chỉ được ở mức 20 mg/l, trong khi đó mức tổng Nitơ trong nước thải của nhiều khu công nghiệp , nhà máy khu đô thị ở mức cao

Để đạt được hiệu suất khử Nitrat cao thì nhà vận hành hệ thống xử lý nước thải phải nắm rõ được quá trình khử Nitrat từ đó mới lựa chọn sản phẩm men vi sinh xử lý Nitơ , Amoni đúng chuẩn cũng như tính toán thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu quả.

>> Xem thêm: Phương pháp điều chỉnh độ pH trong nước thải

Tổng kết

Như vậy, Quá trình khử nitrat là một trong hai quá trình nhằm loại bỏ Nitơ cố định trong amoni, amoniac thành khí Nitơ có thể giải phóng ra môi trường. Mục đích là làm giảm nồng độ các amoni, amoniac trong nước thải để đạt tới tiêu chuẩn nước thải đầu ra của hệ thống, không gây hại đến môi trường xung quanh. Bài viết thuộc chuyên mục: Tìm hiểu kiến thức về hệ thống xử lý nước thải. Quý Vị hãy theo dõi để có thể tham khảo nhiều chủ đề bổ ích thuộc chuyên mục này hơn nhé!