Mức độ độc hại, thành phần và phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón

Nước thải trong sản xuất phân bón được chia thành nhiều loại dựa vào các nguồn phát sinh và đặc tính khác nhau. Bài viết dưới đây của Biogency sẽ giúp bạn nắm rõ các mức độ độc hại, thành phần cũng như cách xử lý nước thải sản xuất phân bón. 

Mức độ độc hại của nước thải phân bón 

Hầu hết các chất có hại trong nước thải của nhà máy sản xuất phân bón đều gây ảnh hưởng đến nguồn tiếp nhận và có mức độ độc hại khác nhau, cụ thể là:

• Đối với dòng nước thải mang tính axit hay kiềm cao, chúng gây ức chế hoặc ngăn ngừa quá trình tự làm sạch của dòng tiếp nhận. Từ đó gây hại đến sự sống và phát triển của các loài thủy sinh.
• Chất amoniac và muối amoni trong nước thải phân bón là chất độc tố đối với cá, nồng độ rất nhỏ từ 1 – 3mg cũng có thể làm chết chúng. Cá là loài chịu được nồng độ ure cực cao khoảng 1600 mg/l. Tuy nhiên, ở điều kiện kỵ khí cùng nồng độ ure nhỏ chúng rất có hại cho cá và vi sinh vật vì ở điều kiện này ure phân hủy thành NH4 và CO tự do. Khi nồng độ ion NH4 và CO trong nước thải gia tăng sẽ gây ức chế sự sinh trưởng và sinh sản của tôm nuôi, khiến tôm chậm ăn và phát triển lâu. Mặt khác nó còn làm giảm suy giảm sức đề kháng của tôm thẻ chân trắng khiến tôm dễ mắc các bệnh như bệnh đầu vàng, bệnh phân trắng, bệnh hoại tử gan tụy…
• Các amin trong nước thải cũng rất độc hại với các loài thủy sinh và làm tăng nhu cầu oxy và hàm lượng clo. Điều này dẫn đến tình trạng tôm chết hàng loạt, cụ thể nồng độ 0,1 mg/L, Chlorine tự do sẽ gây chết cho phiêu sinh vật và tôm trong ao nuôi. Do đó đối với nước nguồn chứa amin hoặc nitơ dạng amoni cao thì trong xử lý nước thải phân bón cần cung cấp một lượng clo lớn và thời gian khử trùng lâu. 

• Nước thải có chứa khí H2S thường gây mùi khó chịu và có hại đối với thủy sinh. Nồng độ giới hạn của chất độc tố này thường nằm trong khoảng từ 0,5 – 1,0 mg/l. Bên cạnh đó những hợp chất của xyanua trong nước thải đều là độc tố, đặc biệt là khi nó ở dạng hydrogen xyanua (ICN). Cụ thể, các hợp chất xyanua gây chết và làm giảm số lượng vi sinh vật trong nước. Tôm thẻ chân trắng khi bị ngộ độc xyanua sẽ dẫn đến tử vong hàng loạt gây thiệt hại về kinh tế trong quá trình nuôi.
• Arsenic (còn gọi là muối asen) cũng vô cùng độc hại. Nồng độ arsenic khoảng 1mg/l trong nước thải phân bón hoặc nước uống sẽ gây bệnh chàm đen cho người sử dụng. Arsenic thuộc dạng độc tố tích tụ, nếu hàng ngày đều hấp thụ một lượng nhỏ chất này lâu ngày sẽ dẫn đến ung thư hoặc tử vong.
• Nước thải phân bón chứa dầu khi đổ xuống nguồn nước sẽ làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước. Bên cạnh đó nước thải chứa dầu bẩn và bùn than làm cho nước có màu tối và làm hạn chế sự quang hợp nhờ ánh sáng mặt trời cũng như cản trở quá trình tạo thành oxy, gián tiếp ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh.

Thành phần và cách xử lý nước thải phân bón

Các chất có trong nước thải phân bón thường bao gồm: Các chất trung gian, hàm lượng chất dinh dưỡng (N,P) khá cao, chất NH, các axit vô cơ như H3PO4, H2SO4. Bên cạnh đó là các muối tan và cặn bẩn ở dạng lơ lửng. 

Nhằm đảm bảo tính kinh tế cho quá trình xử lý nước thải phân bón, người ta phân chia thành các dòng thải khác nhau theo thành phần và đặc tính như sau:

• Dòng thải chứa flour và photphat.
• Dòng thải mang tính axit hoặc kiềm cao.
• Dòng thải chứa dầu và hàm lượng chất rắn lơ lửng cao.
• Dòng thải từ quá trình rửa khí và hóa than.
• Dòng thải chứa NH3 và ure nồng độ cao.

Đối  với từng dòng thải, Biogency gợi ý cho bạn cách xử lý nước thải phân bón hiệu quả như sau:

Nước thải chứa flour, photphat

Dòng nước thải trong ngành sản xuất phân bón thông thường sẽ chứa flour và photphat trong phân lân và phân hỗn hợp NPK.

Phương pháp xử lý dòng  thải phân bón này đó là sử dụng phương pháp hóa học kết hợp sữa vôi hoặc vôi nhằm tạo thành kết tủa CAF2, Ca5(OH)(PO4)3, CAHPO4… Ngoài ra có thể sử dụng thêm đông keo tụ bằng việc bổ sung chất keo FE2(SO4)3 giúp cho các chất trên dễ lắng và tăng hiệu quả khử photphat.

Tham khảo: Công nghệ xử lý nước thải chứa Flour

Nước thải có tính kiềm và axit cao

Xử lý nước thải sản xuất phân bón có tính kiềm và axit cao bằng cách trung hòa hai dòng nước thải mang tính kiềm và tính axit với nhau. Có thể dùng tác nhân trung hòa hoặc lọc nước axit thông qua vật liệu có tác dụng trung hòa, hấp thụ được axit bằng kiềm. Một lớp bùn cặn sẽ được hình thành trong quá trình trung hòa đó. Có hai cách trung hòa nước thải sản xuất phân bón:

• Trung hòa bằng cách trộn lẫn nước thải: Bạn nên tiến hành trộn nước axit và kiềm trong thùng chứa có cánh khuấy hoặc khuấy bằng không khí với vận tốc ở đường ống cấp vào từ 20 – 40 m/s. Khi xử lý nước thải sản xuất phân bón cần đảm bảo bằng cách này cần đảm bảo hai loại nước thải này không chứa các phân tử hóa học gây ô nhiễm.
• Trung hòa bằng phương pháp bổ sung tác nhân hóa học như NaOH, Na2CO3, CaCO3, NH4OH, MgCO3, CaCO3 và MgCO3 nhằm trung hòa axit. Khi lựa chọn các tác nhân để trung hòa cần phụ thuộc vào các thành phần và nồng độ axit nước thải, đồng thời còn phải tính toán đến quy trình tạo cặn bã. Nước thải mang tính axit bao gồm:
• Nước chứa axit mạnh bao gồm HCl và HNO3
• Nước chứa axit yếu bao gồm H2CO3 và CH3COOH

Ngoài ra còn có thể sử dụng đá vôi ở dạng vôi sữa (Hydroxyl Canxi) hoặc ở dạng bột khô nhằm trung hòa tính tính axit trong nước thải sản xuất phân bón.

Tham khảo: Phương pháp xử lý nước thải có tính axit

Nước thải từ quy trình rửa khí và hóa than

Dòng nước thải này được hình thành trong quá trình sản xuất phân đạm, trong quá trình sản xuất phân urê gắn liền với công nghệ khí hóa than. Phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón cho loại dòng thải này là phương pháp oxy hóa. Cụ thể là sử dụng các chất mang tính oxy hóa mạnh như Clo, NaOCl,… nhằm oxy hóa muối xyanua với độ độc bằng 1/1000 muối xyanua.

CN– + OCl– + H2O → CNCl + 2OH–

CNCl + 2OH– → CNO– + Cl– + H2O

CN– + OCl–   →  CNO– + Cl–

Hoặc áp dụng công thức: CN– + H2O2 → CNO– + H2O

Ở điều kiện các chất oxy hóa dư và giảm pH xuống còn từ 5 – 7, xyanat sau đó tiếp tục được oxy hóa thành các chất CO2 và N2.

2CNO– + 3Cl2 + 4OH– → 2CO2­ + 2H2O + N2­ + 6Cl–

2CNO– + 3OCl– + 2H+ → 2CO2­ + H2O + N2­ + 3Cl–

Ngoài ra, chất NaOCl còn được dùng để xử lý nước thải sản xuất phân bón liên tục. Còn chất H2O2 được dùng để xử lý nước thải sản xuất phân bón gián đoạn. Tác dụng của H2O2 là hạn chế tối thiểu lượng clo trong nước thải.

Bên cạnh đó, phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón nhằm khử độc xyanua là dùng chất sunfua sắt. Chất kết tủa Fe2[Fe(CN6)] sẽ được loại bỏ bằng phương pháp lắng.

2CN– + FeSO4 → Fe(CN)64- + SO42-

Fe(CN)64- + 2FeSO4 → Fe2[Fe(CN)6]– + SO42-

Nước thải chứa dầu và hàm lượng chất rắn lơ lửng cao

Đây là phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón tách cơ học và tuyển nổi lượng dầu mỡ ở trạng thái tự do, nổi trên mặt nước, đồng thời sục khí và các chất cơ học trên bể điều hòa hoặc bể lắng.

Phương pháp đông keo tụ kết hợp với phương pháp xử lý hóa học hoặc tạo kết tủa được dùng để xử lý các chất rắn lơ lửng. Sau cùng là lắng xuống bể xử lý.

Tham khảo: Quá trình keo tụ tạo bông

Nước thải chứa các chất NH3 và Urê ở nồng độ cao

Có 3 phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón đối với dòng thải chứa NH3 và Urê nồng độ cao:

• Phương pháp trao đổi ion: Được thực hiện ở nhiệt độ thấp với nồng độ NH3 bất kỳ cùng chất NH3 thu hồi được tuần hoàn sử dụng cho ngành xuất phân bón.
• Phương pháp nuôi tảo: Trong môi trường nước thải của nhà máy phân đạm, một số loại tảo như tảo Chlorella-Scenemus hay tảo Spirulina rất phát triển. Các loại tảo này sử dụng chất NH3 cùng urê như một hợp chất dinh dưỡng ở nồng độ và môi trường thích hợp, ví dụ như nồng độ NH3 sẽ là 75mg/l. Nếu nồng độ các chất này quá cao sẽ làm tảo bị chết.
• Phương pháp sinh học: Đây là phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón sử dụng vi khuẩn để thực hiện quá trình nitrat hóa, xử lý Amoni cùng với khử Nitrat thành N2.

Ở phương pháp sinh học xử lý nước thải sản xuất phân bón này, bạn nên sử dụng hai loại vi sinh là men vi sinh Microbe-Lift N1 và vi sinh Microbe-Lift IND, cụ thể như bảng sau:

Thông tin	Bể Hiếu khí (Aerotank)	Bể thiếu khí (Anoxic)
Quá trình	Nitrat hóa – Xử lý Amonia	Khử Nitrate – kết thúc quá trình xử lý Nitơ tổng
Sơ đồ
Vi khuẩn chuyển hóa	Nitrosomonas, Nitrobacter	Bacillus lichenliformis, Pseudomonas citronellolis, Wolinella succinogenes
Sản phẩm cần dùng	Microbe-Lift N1	Microbe-Lift IND

Ưu điểm và điều kiện hoạt động của Microbe-Lift N1 trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất phân bón

Microbe-Lift N1 được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất phân bón và chuyên dùng để xử lý Amonia và Nitơ. Sản phẩm bao gồm ưu điểm và điều kiện hoạt động.

Ưu điểm của Microbe-Lift N1

• Chịu được lượng Ammonia đầu vào lên đến 1500mg/l.
• Sản phẩm thuộc dạng men vi sinh dạng lỏng duy nhất trên thị trường chứa 2 chủng vi khuẩn là Nitrobacter giúp chuyển hóa Nitrite về dạng Nitrate và vi  khuẩn Nitrosomonas có công dụng chuyển hóa Ammonia về dạng Nitrite.
• Cách sử dụng đơn giản, chỉ cần tiến hành đổ trực tiếp men vi sinh vào bể có sục khí xử lý nước thải sản xuất phân bón mà không cần kích hoạt hay ngâm ủ trong nước.

Điều kiện hoạt động của Microbe-Lift N1

Tại bể hiếu khí, cần kiểm soát các điều kiện sau để men vi sinh đạt hiệu quả:

• pH: Từ 7.5 – 8.5.
• Nhiệt độ: trung bình từ 30°C đến 36°C.
• Độ kiềm: Cacbonat ≥ 150 mg/l.
• Thời gian lưu bùn trong bể hiếu khí không dưới 10 ngày.
• Hàm lượng DO (chất oxy hòa tan trong nước) không dưới 3.0 mg/l.

Ưu điểm và điều kiện hoạt động của Microbe-Lift IND trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất phân bón

Trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất phân bón, vi sinh Microbe-Lift IND hoạt động trong bể thiếu khí anoxic để khử nitrat và kết thúc quá trình xử lý Nitơ tổng. Sản phẩm bao gồm các vi sinh vật khác nhau cùng tồn tại và phân hủy chất ô nhiễm như nitrat và nitơ. Sau đây là ưu điểm và điều kiện hoạt động của Microbe-Lift IND.

Ưu điểm của vi sinh Microbe-Lift IND

• Đẩy nhanh tốc độ phục hồi hệ thống xử lý nước thải sau sự cố.
• Tăng cường và đẩy nhanh quá trình khử Nitrat nhờ chủng vi sinh Nitrat Pseudomonas sp góp phần làm giảm Nitơ tổng, Nitrit, Nitrat, Ammonia.
• Tăng cường quá trình phân hủy sinh học toàn hệ thống xử lý nước thải sản xuất phân bón
• Để duy trì ổn định và hiệu suất toàn hệ thống, nên sử dụng men vi sinh với liều lượng 1 đến 5m/m3.

Điều kiện hoạt động của Microbe-Lift IND

Để đạt hiệu quả trong quá trình xử lý nước thải sản xuất phân bón, cần tuân thủ quy tắc về điều kiện hoạt động của vi sinh Microbe-Lift IND như sau:

• Độ pH: Từ 4 – 9.
• Nhiệt độ: trung bình 4 độ C đến 40 độ C.
• Tỷ lệ C:N:P=100:5:1.
• Tỷ lệ BOD/COD lớn hơn 60%.
• Độ mặn ít hơn 40 ‰ (khoảng 4%).
• COD ít hơn 12.000 mg/l.
• BOD ít hơn 10.000mg/l.

Dự án xử lý Ammonia Nhà máy sản xuất phân bón Hà Lan

Nhà máy sản xuất phân bón Hà Lan là nhà máy sản xuất phân NPK hiện đại nhất Việt Nam. Tuy nhiên, hệ thống xử lý nước thải của nhà máy này đang gặp phải các vấn đề như sau:

• Nồng độ NH4+ ở dòng thải đầu vào thường xuyên có sự biến động trung bình từ 200 mg/l – 1000 mg/l.
• Tuy hệ thống xử lý nước thải vẫn hoạt động liên tục nhưng vẫn chưa xử lý được các chỉ tiêu Ammonia.
• Tháp Stripping của nhà máy đã ngừng hoạt động, vì thế mà dòng thải đầu vào được chuyển thẳng từ bể điều hòa sang các cụm bể Anoxic và Aerotank gây áp lực khá lớn đến hệ vi sinh.

Phương án xử lý:

• Các chuyên viên kỹ thuật của Biogency sau khi khảo sát thực tế và nghe ban quản lý trình bày về thực trạng, đã đưa ra phương án xử lý Ammonia cho Nhà máy sản xuất phân bón Hà Lan đó là sử dụng Microbe-Lift N1 chuyên xử lý các loại nước thải có nồng độ Ammonia cao. Men vi sinh này được sử dụng tại bể hiếu khí của hệ thống nhà máy, có ưu điểm và điều kiện hoạt động như chúng tôi đã thông tin ở trên.
• Sau khi đã xử lý ổn định nồng độ Ammonia ở mức dưới 3mg/l, Biogency tiếp tục tư vấn và hướng dẫn cho Nhà máy Hà Lan sử dụng thêm sản phẩm Microbe-Lift IND nhằm tăng cường quy trình khử Nitrat. Đây là bước quan trọng để nhà máy hoàn tất quá trình xử lý lượng Nitơ tổng có trong nước thải. 
• Trong quá trình chuyển hóa Ammonia (Nitrat hóa), sản phẩm sinh ra là NO3-. Khi NO3- tác dụng với các chủng vi sinh tồn tại trong Microbe-Lift IND sẽ được chuyển hóa thành Nitơ tự do (N2) bay hơi lên. So với các chủng vi sinh đang có mặt trên thị trường, Microbe-Lift IND hoạt động mạnh hơn gấp nhiều lần bởi chứa các nhóm vi khuẩn dị dưỡng khử Nitrat hoạt tính mạnh là: Bacillus licheniformis, Pseudomonas citronellolis và Wolinella succinogenes.
• Kết quả đạt được sau khi xử lý:
  
• Đối với vi sinh Microbe-Lift N1, sau 2 tuần sử dụng theo phương pháp do Biogency đề ra, nồng độ Ammonia ở mẫu nước thải có đầu ra ổn định ở mức từ 0.5 – 2.83 mg/l.

Chỉ tiêu	NH4+
Đầu vào	200 – 1000 mg/l
Đầu ra (không dùng Microbe-Lift)	172
Đầu ra (dùng Microbe-Lift)	2,83

• Đối với vi sinh Microbe-Lift IND: sau 2 tuần sử dụng nồng độ Nitrat ở mẫu nước thải đầu ra đạt mức ổn định dưới 16 mg/l. Vấn đề xử lý Ammonia trong nước thải đã được giải quyết.

Chỉ tiêu	NO3-
Đầu ra (không dùng Microbe-Lift)	375
Đầu ra (dùng Microbe-Lift)	16

Bài viết trên của Biogency đã cung cấp đầy đủ thông tin đến bạn và mức độ gây hại, thành phần cũng như những cách xử lý nước thải sản xuất phân bón hiệu quả nhất. Đặc biệt khi sử dụng 2 sản phẩm là Microbe-Lift N1 và Microbe-Lift IND, quá trình phân hủy các chất độc hại trong hệ thống của bạn diễn ra nhanh hơn, đồng thời kết quả xử lý ở nhiều hệ thống xử lý nước thải còn cho thấy hiệu quả rõ rệt chỉ sau 2 tuần. Liên hệ với Biogency để được hỗ trợ tư vấn các phương pháp xử lý nước thải sản xuất phân bón hợp lý và đặt mua 2 sản phẩm trên qua HOTLINE 0909 538 514 bạn nhé!

Chịu trách nhiệm nội dung

Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh