Độ kiềm trong xử lý nước thải giúp kiểm soát tối ưu các hoạt động sinh học, bên cạnh đó là hỗ trợ vận hành tối ưu quá trình xử lý nước thải hiện nay. Còn quá trình nitrat hóa là giai đoạn không thể thiếu để xử lý tối ưu hàm lượng amoniac, giúp nước thải dễ dàng đạt tiêu đầu ra trước khi xả thải. Vậy độ kiềm ảnh liên quan gì đến quá trình nitrat hóa, chúng có mối liên hệ với nhau như thế nào? Hãy cùng Biogency trả lời trong bài bài viết này nhé!
Các nội dung chính
Nitrat hóa và độ kiềm
Độ kiềm trong nước thải là khả năng tự trung hòa axit trong môi trường nước. Đây là yếu tố liên quan đến khả năng đệm, chống lại sự thay đổi của pH. Trong hoạt động xử lý nước thải, được đo với đơn vị mg/L CaCO3 (canxi cacbonat).
Một trong những chất ô nhiễm phổ biến trong quá trình xử lý nước thải đó là NH3. Quá trình nitrat hóa giúp chuyển hóa amoniac trong nước thải thành nitrat. Nitrat hóa là một quá trình sinh học hai bước sử dụng hai loại vi khuẩn chuyển hóa nitơ.
Trong quá trình nitrat hóa, các ion hydro được giải phóng và độ kiềm bị tiêu thụ khi axit được trung hòa. Đối với mỗi 1,0 mg amoniac chuyển đổi thành 7,14 miligam (mg) CaCO3 tương đương được tiêu thụ. Trong khi đó độ kiềm có sẵn trong hệ thống không đủ cung cấp cho việc tạo ra axit trong quá trình chuyển đổi amoniac và duy trì độ pH thích hợp, thì ta bắt buộc phải bổ sung chất kiềm để duy trì quá trình này.
Quá trình nitrat hóa trong nước thải là yếu tố lớn nhất dẫn đến tiêu thụ độ kiềm và cần bổ sung kiềm vào hệ thống xử lý. Bao nhiêu kiềm được thêm vào hệ thống phụ thuộc vào một số yếu tố liên quan. Lượng kiềm bổ sung được xác định bởi lượng chất ô nhiễm trong chất thải đầu vào, loại hình xử lý được sử dụng trong nhà máy, lượng kiềm tự nhiên trong nước đầu vào, độ pH cho phép của nước thải được thải ra từ nhà máy và liệu nhà máy có khử nitơ nước thải trước khi xử lý và xả lần cuối hay không.
Độ kiềm ảnh hưởng như thế nào đến quá trình nitrat hóa
Độ kiềm thường được sử dụng như một chất chỉ thị cho hoạt động sinh học. Trong các hoạt động xử lý nước thải, thường có 3 yếu tố tác động đến độ kiềm, đó là: oxy hòa tan, ion nitrat (NO3–) và ion sunfat (SO42-).
Thông thường độ kiềm bị mất đi khi bùn hoạt tính xử lý trong quá trình nitrat hóa. Trong quá trình nitrat hóa, khoảng 7.14 mg/L CaCO3 bị phá hủy do mỗi miligam ion amoni bị oxy hóa. Nếu thiếu kiềm cacbonat thì quá trình quá trình nitrat hóa sẽ ngừng hoàn toàn do đó phải duy trì độ kiềm thích hợp để bể hiếu khí hoạt động độ ổn định, duy trì lượng cacbon vô cơ cho quá trình nitrat hóa.Lượng kiềm có tăng hay không phụ thuộc vào nồng độ kiềm ban đầu và lượng NH4-N bị oxy hóa. Sau khi nitrat hóa hoàn toàn, độ kiềm sẽ còn lại từ 70 đến 80 mg/L CaCO3 trong bể hiếu khí là đạt tiêu chuẩn.
Trong xử lý nước thải, Độ kiềm là chìa khóa cho quá trình Nitrat hóa ở trạng thái ổn định. Nói cách khác, độ kiềm đủ sẽ cải thiện tối đa hiệu suất xử lý, cải thiện môi trường cho vi sinh vật phát triển ổn định trong suốt quá trình xử lý nước thải.
Cần bao nhiêu độ kiềm cho quá trình Nitrat hóa?
Để quá trình nitrat hóa diễn ra, mức độ kiềm ít nhất phải gấp 8 lần nồng độ amoniac trong nước thải. Giá trị này có thể cao hơn đối với nước thải chưa qua xử lý có nồng độ amoniac đầu vào cao hơn bình thường. Theo thực nghiệm cho thấy, độ kiềm khoảng 7.14 mg/L CaCO3 được tiêu thụ trên mỗi miligam amoniac bị oxy hóa. Từ đó hình thành một quy tắc chung là tỷ lệ kiềm đối với amoniac là 8 : 1. Nếu Độ kiềm không đủ có thể dẫn đến quá trình nitrat hóa không hoàn toàn. Ta xác định đơn vị của NH3 và hàm lượng kiềm như sau:
- Amoniac đầu vào, tính bằng đơn vị: mg/L,
- Tổng độ kiềm đầu vào và Tổng độ kiềm đầu ra tính theo đơn vị: mg/L CaCO3
Đối với mỗi 1 mg/L amoniac chuyển đổi, độ kiềm giảm 7,14 mg/L. Do đó, để tính toán loại bỏ amoniac theo lý thuyết, hãy nhân amoniac đầu vào (thô) với 7,14 để xác định lượng kiềm tối thiểu cần thiết để loại bỏ NH3 thông qua quá trình nitrat hóa.
Tham khảo: Quá trình nitrat hóa đa bậc
________________________
Độ kiềm không chỉ ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hóa mà còn có thể ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ hệ thống xử lý nước thải. Mong rằng bài viết này có thể giúp bạn tháo gỡ được thắc mắc liên quan đến chủ đề này. Ngoài ra, để được tư vấn chi tiết hơn về các phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học, xin hãy liên hệ ngay với Biogency theo Hotline: 0909 538 514
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
