Trong xử lý nước thải, Tổng Nitơ (Total Nitrogen – TN) và Tổng Nitơ Kendal (Total Kjeldahl Nitrogen – TKN) là hai chỉ số quan trọng giúp đánh giá mức độ ô nhiễm và lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. Tuy cùng đo hàm lượng Nitơ trong mẫu nước, nhưng bản chất và thành phần của hai chỉ số này lại không giống nhau. Dưới đây là phân tích chi tiết từng khái niệm, sự khác biệt giữa chúng và một số phương pháp xử lý hiệu quả.
Tổng Nitơ (TN) trong nước thải là gì?
Tổng Nitơ (TN) là chỉ số thể hiện tổng lượng Nitơ tồn tại ở tất cả các dạng trong mẫu nước thải, bao gồm:
- Nitơ hữu cơ: Tồn tại trong chất hữu cơ, Protein, Amino Acid…
- Amoni (NH4+): Sản phẩm phân hủy của Nitơ hữu cơ.
- Nitrat (NO3–) và Nitrit (NO2–): Dạng oxy hóa của Nitơ, thường xuất hiện khi có quá trình Nitrat hóa.
Chỉ số TN phản ánh đầy đủ nhất lượng Nitơ trong nước thải, kể cả các dạng hòa tan và dạng hạt. Đây là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá nguy cơ gây phú dưỡng cho nguồn nước tiếp nhận. Đồng thời, tùy tỷ lệ giữa các dạng Nitơ mà kỹ sư môi trường lựa chọn quy trình xử lý phù hợp (Nitrification, Denitrification, Anammox…).
Tổng Nitơ Kendal (TKN) trong nước thải là gì?
Tổng Nitơ Kjeldahl (TKN) là chỉ số thể hiện tổng lượng Nitơ hữu cơ + lượng Nitơ Amoni (NH4+) và Nitơ từ urê trong mẫu nước thải. Hay nói cách khác, thành phần trong TKN gồm:
- Nitơ hữu cơ (Organic Nitrogen)
- Nitơ Urê
- Nitơ Amoni (NH4+)
Không bao gồm: Nitrat (NO3–) và Nitrit (NO2–).
Chỉ số TKN là thông số quan trọng để đánh giá tải lượng chất hữu cơ và các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ Nitơ trong nước thải. TKN được sử dụng để xác định hiệu quả của nhà máy xử lý nước thải trong việc loại bỏ Nitơ hữu cơ và Amoniac.
Phương pháp Kjeldahl – một kỹ thuật phân tích hóa học đã được phát triển từ năm 1883 bởi nhà hóa học người Đan Mạch Johan Kjeldahl, được dùng để xác định TKN thường gồm các bước: phân hủy mẫu bằng Axit Sulfuric đậm đặc, chuyển toàn bộ Nitơ hữu cơ và Urê thành dạng Amoni, sau đó đo hàm lượng Amoni thu được. Xem chi tiết: Xác định hàm lượng Nitơ với phương pháp Kjeldahl>>>
Tổng Nitơ (TN) và Tổng Nitơ Kendal (TKN) khác nhau như thế nào?
Mối quan hệ giữa TN và TKN có thể mô tả bằng công thức:
TN = TKN + N(NO3–) + N(NO2–)
Điều này có nghĩa:
- TKN chỉ tính Nitơ ở dạng hữu cơ, Urê và Amoni.
- TN bao gồm TKN cộng thêm Nitơ ở dạng Nitrat và Nitrit.
Do đó, TN luôn lớn hơn hoặc bằng TKN.
Bảng so sánh Tổng Nitơ (TN) và Tổng Nitơ Kendal (TKN):
| Chỉ tiêu | Thành phần Nitơ bao gồm | Phương pháp xác định | Giá trị so sánh |
| Tổng Nitơ Kendal (TKN) | Nitơ hữu cơ + Nitơ Urê + Nitơ Amoni | Kjeldahl | Nhỏ hơn TN |
| Tổng Nitơ (TN) | TKN + Nitơ Nitrat + Nitơ Nitrit | Tổng hợp nhiều phương pháp | Lớn hơn hoặc bằng TKN |
Một số phương pháp xử lý Tổng Nitơ trong nước thải
Tổng Nitơ (TN) trong nước thải tồn tại ở nhiều dạng khác nhau (hữu cơ, Amoni, Nitrat, Nitrit), vì vậy không có một phương pháp duy nhất xử lý tất cả. Thay vào đó, các hệ thống thường kết hợp nhiều giai đoạn để loại bỏ Nitơ triệt để.
Dưới đây là một số phương pháp sử dụng phổ biến.
Phương pháp hoá học
Dùng Ca(OH)2 để chúng phản ứng hóa học chuyển hóa một số hợp chất chứa Nitơ tạo thành NH4OH. Sau đó dưới tác dụng của nhiệt độ NH4OH dễ dàng bị phân hủy tạo thành khí NH3 thoát ra ngoài và được thu tại các tháp làm lạnh:
NH4OH → NH3 + H2O
Hạn chế: Phương pháp này khá tốn kém, bao gồm chi phí đầu tư và vận hành lớn do cần sử dụng lượng lớn Ca(OH)2, chi phí sử dụng H2SO4 để làm giảm độ pH của nước thải trước khi đưa ra môi trường. Bên cạnh đó, việc xây dựng tháp lạnh cũng tốn khá nhiều năng lượng, cộng với đó là việc tiêu hao môi chất lạnh.
Phương pháp kết tủa
Sử dụng phương pháp kết tủa Amoni để loại bỏ Amoni khi tiến hành khử Nitrat trong nước thải, dưới dạng (NH4)MgPO4.6H2O, bằng cách bỏ thêm MgCl2 và Na2HPO4 trong quá trình xử lý. Bằng phương pháp này, tỷ lệ Mg:NH4:PO4 sẽ được cân bằng 1:1:1 và độ pH trong nước cũng được duy trì từ 8,5 đến 9.
Mặc dù cho kết quả nhanh, phương pháp này lại không được áp dụng nhiều trong thực tế vì tiêu tốn hóa chất cộng với đó là điều kiện về độ pH là vô cùng khắt khe để đảm bảo cho phản ứng xảy ra.
Phương pháp oxy hoá khử
Một phương pháp khác là bổ sung thêm một lượng vừa đủ Clo vào nước thải. Khi Clo được cho vào nước thải chứa Nitơ sẽ sinh ra một số phản ứng: NH3 phản ứng với Clo dưới dạng HOCl và tạo ra các sản phẩm trung gian như NH2Cl, NHCl2, NCl3.
Quá trình này sẽ diễn ra liên tục nếu cứ thêm HOCl vào, sản phẩm cuối cùng nhận được sẽ là những phân tử Nitơ. Bên cạnh đó, quá trình này sẽ phụ thuộc nhiều vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ pH, thời gian xử lý, tỷ lệ HOCl/NH3…
Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật (chủ yếu là Nitrosomonas và Nitrobacter) để chuyển hóa các hợp chất Nitơ độc hại thành khí N2.
Trong các phương pháp thì xử lý sinh học cho hiệu suất cao, ổn định, dễ vận hành, chi phí đầu tư lại hợp lý, chưa kể là thân thiện với môi trường và hệ sinh thái. Hạn chế của phương pháp này là cần chọn men vi sinh chất lượng, tích hợp 2 chủng vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter.
Microbe-Lift N1 là sản phẩm men vi sinh nổi bật trong xử lý Nitơ được nhiều hệ thống xử lý nước thải hiện nay. Không chỉ sở hữu bộ đôi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter đình đám, điều làm nên chất lượng của Microbe-Lift N1 là công nghệ vi sinh lâu đời đến từ Ecological Laboratories INC).
Ưu điểm của men vi sinh Microbe-Lift N1:
- Có thể hoạt động được với hàm lượng Ammonia lên đến 1.500 mg/l
- Có khả năng thúc đẩy quá trình Nitrat hóa trong điều kiện thời tiết lạnh.
- Sản xuất ở dạng lỏng, kích hoạt nhanh, không cần ngâm ủ trước khi sử dụng.
- Giúp nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải trong vòng 2 – 4 tuần
- Khắc phục hiện tượng chết vi sinh do sốc tải với hàm lượng Ammonia cao, giảm chi phí vận hành và nhân công.
Để tăng hiệu quả xử lý Nitơ, tăng hiệu suất hệ thống, men vi sinh Microbe-Lift N1 thường kết hợp sử dụng với men vi sinh Microbe-Lift IND.
Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải, tự hào là đơn vị đi đầu trong giải pháp xử lý Nitơ, BIOGENCY đã ứng dụng thành công sản phẩm men vi sinh Microbe-Lift N1 ở nhiều hệ thống.
Liên hệ ngay cho chúng tôi theo HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn miễn phí.
>>> Xem thêm: 3 bước để xử lý Nitơ Amonia đạt chuẩn nhanh!
