Khử Nitrat là quá trình không thể thiếu trong quy trình xử lý nước thải. Vai trò của quá trình này cụ thể là gì? Cần lưu ý những điểm nào để vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả? Tất cả sẽ được lý giải qua bài viết này.
Các nội dung chính
Quá trình khử Nitrat trong xử lý nước thải là gì?
Quá trình khử Nitrat là quá trình tách Oxy ra khỏi Nitrit (NO2), Nitrat (NO3) dưới tác dụng của các vi khuẩn khử Nitrat. Oxy được tách ra từ Nitrit và Nitrat được dùng lại để Oxy hóa các chất hữu cơ. Nitơ được tách ra ở dạng khí sẽ bay vào khí quyển.
NO3– → NO2– → NO → N2O → N2
Quá trình khử Nitrat có vai trò gì trong quy trình xử lý nước thải?
Chất thải từ động vật, thực vật, thức ăn bị vi khuẩn phân giải, giải phóng ra khí Amoniac (NH3) và Amoni (NH4+). NH3 là khí độc dễ hòa tan trong nước, NH4+ là một loại muối chỉ độc ở nồng độ cao.
Lúc này cần đến quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat để loại bỏ và giảm thiểu Nitơ trong nước thải (nước thải sản xuất và sinh hoạt), nhất là khi chất lượng nước thải đầu ra được kiểm định ngày càng nghiêm ngặt. Cụ thể quá trình khử Nitrat và Nitrat hóa sẽ diễn ra như sau:
- Quá trình Nitrat hóa: Vi khuẩn Nitrosomonas sẽ oxy hóa Amoniac (NH3, NH4) trong nước thải thành Nitrit (NO2). Sau đó oxy hóa NO2 thành Nitrat (NO3), quá trình này được thực hiện bởi vi khuẩn Nitrobacter.
- Quá trình khử Nitrat: Tiến hành khử NO3 thành khí Nitơ (N2). Quá trình khử Nitrat được tiến hành bởi các chủng vi khuẩn như Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Serratia, Pseudomonas và Achromobacter có khả năng khử Nitơ trong điều kiện thiếu khí.
Như vậy, khử Nitrat là bước vô cùng quan trọng trong quá trình xử lý Nitơ trong nước thải với nhiệm vụ khử NO3, giải phóng khí Nitơ cố định trở lại khí quyển, giảm thiểu Amoniac, Amoni nồng độ cao cao trong nước thải (bao gồm nước thải sản xuất cao su, thủy sản… đến nước thải sinh hoạt tại các khu đô thị, chung cư, cao ốc…). Càng quan trọng hơn là khi các tiêu chí về chất lượng nước thải đầu ra tại các nhà máy, khu đô thị ngày càng được kiểm soát nghiêm ngặt.
3 yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình khử Nitrat
Để quá trình xử lý Nitơ trong nước thải đạt hiệu quả tối ưu, nhà vận hành cần nắm được các yếu tố ảnh hưởng đến mỗi quá trình của chu trình Nitơ. Theo đó, với quá trình khử Nitrat sẽ chịu ảnh hưởng chính từ 3 yếu tố cơ bản dưới đây:
Nồng độ Oxy
Quá trình khử Nitrat chỉ xảy ra khi nồng độ Oxy cạn kiệt, lúc này Nitrat 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 hòa tan nhỏ hơn 0.5mg/L.
Khi vi khuẩn bẻ gãy Nitrat (NO3) để lấy Oxy (O2). Nitrat được khử thành Nitơ Oxit (N2O) và lần lượt thành khí Nitơ (N2), 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. Do đó việc khử NO2 thành khí N2 trong quá trình xử lý nước thải không gây ra bất kỳ đe dọa ào với môi trường.
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 cung cấp 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 hủy nội bào của sinh khối (sự phân hủy chất hữu cơ tế bào)
Nhiệt độ
Nhiệt độ cao giúp tăng tốc độ tăng trưởng của các vi sinh khử Nitơ, hỗ trợ quá trình khử Nitrat hiệu quả hơn. Theo đó nhiệt độ phù hợp để quá trình 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 là 30 mg/l; trong nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT loại A tổng Nitơ là 20 mg/l, như vậy Nitrat cao nhất cũng chỉ được ở mức là 20 mg/l, trong khi đó mức tổng Nitơ trong nước thải của nhiều khu công nghiệp, nhà máy khu đô thị luôn 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 hiệu quả.
Ngoài 3 yếu tố cốt lõi trên, còn rất nhiều các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hóa như nồng độ kiềm, nồng độ amoni…Xem bài viết này để tìm hiểu nhiều hơn.
Là đơn vị có cung cấp độc quyền các sản phẩm men vi sinh Microbe-Lift được nghiên cứu và sản xuất dựa vào công nghệ Hoa Kỳ, đồng thời sở hữu đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm vận hành thực tế, Đất Hợp tự hào là đơn vị mang đến các nhà máy, xí nghiệp, khu đô thị… giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, nhanh chóng và tối ưu chi phí nhất.
Liên hệ Hotline 0909 538 514 để đặt mua sản phẩm và nhân tư vấn miễn phí chi tiết về giải pháp xử lý nước thải tương ứng với đặc điểm của từng đơn vị.
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
