NỘI DUNG BÀI VIẾT

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI

Hàm lượng Nitơ và amoniac cao trong nước thải chính là vấn đề nan giải với nhiều nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư, đô thị, cao ốc… hiện nay, đặc biệt là khi các tiêu chí kiểm định chất lượng nước thải đầu ra quy định ngày càng nghiêm ngặt.

Để xử lý Nito và amoniac cao trong nước thải có thể áp dụng nhiều phương pháp xử lý amoni. Tuy nhiên, sử dụng vi sinh được đánh giá là phương pháp mang lại hiệu quả cao, chi phí thấp và đặc biệt là không gây hại đến môi trường. Vì thế, quá trình nitrat hóa trước khi khử nitrat và giải phóng khí nitơ tự do là để xử lý amoni một cách triệt để.

Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh chuyên cung cấp các giải pháp, phương pháp xử lý amoni trong nước thải triệt để và mang lại hiểu quả cao giá thành xử lý cạnh tranh

Hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0943.466.579 để được hỗ trợ nhanh nhất đảm bảo hệ thống xử lý đạt yêu cầu theo quy định.

I. Tổng quan về amoni trong nước thải

Amoni có mặt trong môi trường có nguồn gốc từ các quá trình chuyển hoá, nông nghiệp, công nghiệp và từ sự khử trùng nước bằng cloramin.

Amoni trong nước là một chất ô nhiễm do chất thải động vật, nước cống và khả năng nhiễm khuẩn. Khi hàm lượng Amoni trong nước ăn uống cao hơn tiêu chuẩn điều đó có nghĩa là nguồn nước bạn đang sử dụng đã bị ô nhiễm bởi chất thải động vật, nước cống và có khả năng xuất hiện các loại vi khuẩn, kể cả vi khuẩn gây bệnh.

Amoni là trạng thái hóa trị của nito, là một tiêu chí để xác định nồng độ ô nhiễm trong nước thải. Trong nước thải sinh hoạt tiêu chí Amoni và nitrat cũng được xử lý. Xét về nước thải công nghiệp thì ta cần phải xử lý cả chỉ tiêu Amoni và tổng Nito.

I.1 Amoni tồn tại ở dạng nào?

Trong nước thải, N tồn tại ở các dạng Nitơ hữu cơ (N-HC), Nitơ amoniac (N-NH3), Nitơ Nitrit (N-NO2-), Nitơ nitrat (N-NO3-), N tổng số và N tự do.

*Phương pháp xử lý Amoni tồn tại trong nước thải*

Hầu hết nito trong nước thải chiếm phần lớn là nito vô cơ, đặc biệt là amoni, chiếm đến 90 – 97% tổng nito. Amoni tồn tại ở hai dạng là ion NH4+ và dạng khí NH3. Ion NH4+ là ion amoni, ít độc. NH3 là chất khí có mùi khai, không màu, tan nhiều trong nước, gây độc chết sinh vật trong nước. NH3 chiếm ưu thế khi ở trong môi trường pH cao (pH ≈ 11), trong môi trường pH thấp thì NH4+ chiếm ưu thế hơn (pH ≈ 7).

Amoni (NH4+ ): trong nước bề mặt tự nhiên vùng không ô nhiễm có lượng vết amoni (dưới 0,05 ppm). Nồng độ amoni trong nước ngầm cao hơn nhiều. Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và nước thải các nhà máy hóa chất, chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10 -100mg/l. Theo quy định về nước bề mặt của Hà Lan, lượng amoni trên 5 mg/l được xem là ô nhiễm nặng.

Hai nhóm vi khuẩn chịu trách nhiệm cho việc chuyển hóa amonia thành nitrat là: vi khuẩn nitrobacter và nitrosomonas

I.2 Tại sao phải xử lý amoni trong nước thải?

Amoni không quá độc với con người và động vật. Tuy nhiên, nếu tồn tại trong nước với hàm lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép, nó có thể chuyển hóa thành các chất gây ung thư và các bệnh nguy hiểm khác.

– Amoni gây cản trở trong công nghệ xử lý nước cấp: làm giảm tác dụng của clo, giảm hiệu quả khử trùng nước. Amoni cùng với các chất vi lượng trong nước (hợp chất hữu cơ, phốt pho, sắt, mangan…) sẽ tạo điều kiện để vi khuẩn phát triển, gây ảnh hưởng tới chất lượng nước sau xử lý. Nước có thể bị đục, đóng cặn trong hệ thống dẫn, chứa nước. Nước bị xuống cấp, làm giảm các yếu tố cảm quan ( NH4+) là nguồn dinh dưỡng để rêu tảo phát triển, vi sinh vật phát triển trong đường ống gây ăn mòn, rò rỉ và mất mỹ quan).

*Tại sao phải xử lý amoni trong nước thải?*

Bên cạnh đó, nồng độ amoni trong nước cao, rất dễ tạo thành các nitrat (NO2-), nitrit (NO3-). Trong cơ thể động vật, nitrit và nitrat có thể biến thành N – nitroso – là chất tiền ung thư. Nước nhiễm amoni còn nghiêm trọng hơn nhiễm asen rất nhiều vì amoni dễ dàng chuyển hóa thành các chất độc hại, lại khó xử lý.

Các hợp chất nito trong nước có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước. Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo nên những nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi.

– Khi ăn uống nước có chứa nitrit, cơ thể sẽ hấp thu nitrit vào máu và chất này sẽ tranh oxy của hồng cầu làm hemoglobin mất khả năng lấy oxy, dẫn đến tình trạng thiếu máu, xanh da.

– Nitrit đặc biệt nguy hiểm cho trẻ mới sinh dưới sáu tháng. Nó có thể làm chậm sự phát triển, gây bệnh ở đường hô hấp, trẻ bị xanh xao, ốm yếu, thiếu máu, khó thở do thiếu oxi trong máu.

Đối với người lớn, nitrit kết hợp với các axit amin trong thực phẩm làm thành một hợp chất nitrosamin. Nitrosamin có thể gây tổn thương di truyền tế bào – nguyên nhân gây bệnh ung thư.

I.3 Quy định nồng độ Amoni trong nước thải

Trong quy chuẩn QCVN 01: 2009/BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009 đối vói nước ăn uống quy định nồng độ amoni có trong nước không được vượt quá 3 mg/L.

Trong QCVN 02:2009/BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước sinh hoạt cũng quy định cả mức I và mức II nồng độ amoni cũng không vượt quá 3 mg/L.

II.Phương pháp xử lí Amoni trong nước thải

II.1 Các phương pháp xử lý amoni trong nước thải

Bao gồm các phương pháp xử lý amoni 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.

*Các phương pháp xử lý amoni trong nước thải*

Để lựa chọn phương pháp xử lý cần xem xét hai yếu tố chính là hiệu quả xử lý và giá thành, điều quan trọng để quyết định phương pháp xử lý theo phụ thuộc chủ yếu vào nồng độ ammonium trong nước thải. Nếu nồng độ ammoni không cao (< 100 mg/l) như trong nước thải sinh hoạt thì sử dụng phương pháp vi sinh là thích hợp nhất, nồng độ ammoni từ 100 – 5.000 mg/l cũng sử dụng phương pháp vi sinh hoặc có thể sử dụng phương pháp sục khí bay hơi, nồng độ ammonium lớn hơn 5.000 mg/l nên sử dụng phương pháp hóa lý sẽ phù hợp cả về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế.

Phương pháp xử lý amoni tối ưu, thông dụng và đơn giản nhất trong việc xử lý amoni và nito trong nước thải 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. 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)

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.

II.2 Quá trình xử lý amoni trong nước thải

- Quá trình nitrat hóa:

*Quá trình nitrat hóa một trong phương pháp xử lý amoni trong nước thải*

Quá trình nitrat hóa được diễn ra trong môi trường hiếu khí là phương pháp xử lý amoni. 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 Amoni).

Ngược với các vi sinh vật dị dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO₂(dạng vô cơ) hơn là các nguồn cacbon 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. Bên cạnh đó, quá trình này cần cung cấp khí, đưa oxy vào bể phản ứng để hỗ trợ cho vi khuẩn sinh sống và hoạt động.

· Quá trình anammox:

Với nhiều phương pháp xử lý amoni khác nhau, nhưng với công nghệ mới này thì quá trình xử lý đơn giản hơn, ít tiêu tốn năng lượng và rút ngắn thời gian xử lý. Với những ưu điểm vượt trội, quá trình anammox trong những nghiên cứu thực nghiệm đã đạt được những kết quả rất cao trong xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. Đây là một chu trình sinh học của nitơ với quá trình nitrate hóa, khử nitrate để cố định nitơ hoặc nitrate hóa với phản ứng anammox

Chu trình N mới có thêm mắt xích anammox - Phương pháp xử lý amoni trong nước thải — Chu trình N mới có thêm mắt xích anammox – Phương pháp xử lý amoni trong nước thải

Quá trình anamox xảy ra trong môi trường yếm khí. Amoni được oxy hóa trực tiếp thành N₂.

NH₃ + 1,32 NO₂^– + H⁺ → 1,02 N₂ + 0,26 NO₃^– + 2 H₂O

Anammox là công nghệ mới trong những năm gần đây, phương pháp xử lý amoni này đòi hỏi nhu cầu về oxi ít hơn và không cần nguồn carbon hữu cơ bên ngoài. Do đó phương pháp này tối ưu hơn về kinh tế và hiệu quả cho xử lý amoni trong nước thải có hàm lượng carbon hữu cơ thấp.

Trước khi được oxy hóa hoàn toàn thành N₂, quá trình anammox có thêm một bước nitrat hóa bán toàn phần để chuyển một nửa amoni thành nitrit và bước này cần bổ sung carbon vô cơ.

NH₄⁺ + 1,5 O₂ + 2 HCO₃^– → NO₂^– + 2 CO₂ + 3H₂O

- Loại bỏ amoni bằng màng thẩm thấu ngược RO

RO là phương pháp lọc tốt nhất trong các phương pháp lọc màng. Đây là quá trình lọc chỉ cho nước đi qua, màng sẽ giữ lại tất cả chất hòa tan, chất rắn lơ lửng, amoni. Màng lọc có kích thước lỗ < 0,0005 μm.

- Nâng cao pH trong nước

Điều chỉnh độ pH lên cao để tạo điều kiện cho NH₄⁺ chuyển sang dạng NH₃, dễ dàng bay hơi, kết hợp sục khí và nhiệt độ để thúc đẩy cho amoniac bay hơi.

Bên cạnh các phương pháp trên, amoniac có thể làm dinh dưỡng cho tảo và các thực vật trong nước. Người ta có thể nuôi tảo và các chủng loại khác để hấp thụ một phần amoniac, sau đó tảo và thực vật thủy sinh được dùng làm thức ăn cho cá, tôm.

III. Dịch vụ xử lý nước thải tại Công ty Hòa Bình Xanh

Các lĩnh vực môi trường hoạt động của chúng tôi:

Xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp
Cải tạo hệ thống xử lý nước thải, xử lý khí thải
Xử lý khí thải, khí thải lò hơi và bụi
Tư vấn quan trắc môi trường
Tư vấn lập báo cáo xả thải
Tư vấn lập báo cáo đánh giá tác động môi trường tại Thái Nguyên.

Bạn đang muốn tìm phương pháp xử lý amoni? Bạn đang muốn tìm kiếm một nhà thâu chuyên nghiệp và uy tín ? Đừng lo ngại, Hòa Bình Xanh sẽ giúp bạn tận tình với những dịch vụ chuyên nghiệp nhất.

Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh chuyên cung cấp những dịch vụ về nước thải như sau:

Tư vấn thiết kế thi công xây dựng hệ thống xử lý nước thải trên toàn quốc
Doanh nghiệp đã có hệ thống xử lý nước thải, nhưng nước thải sau xử lý chưa đạt quy chuẩn hoặc thay đổi lưu lượng nước thải=> Công ty chúng tôi chuyên tư vấn, cung cấp các giải pháp cải tạo nâng cấp công suất của hệ thống xử lý nước thải.
Doanh nghiệp có hệ thống xử lý nước thải nhưng ít vận hành hoặc không có người đúng chuyên môn vận hành, dẫn đến thiết bị máy móc bị hư hỏng, vi sinh nuôi cấy trong bể sinh học bị sự cố cần tư vấn sửa chữa, nuôi cấy vi sinh, vận hành hệ thống xử lý nước thải
Hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0943.466.479 để được hỗ trợ nhanh nhất đảm bảo hệ thống xử lý đạt yêu cầu khi có cơ quan kiểm tra.