Hiện nay nước thải tại các ngành công nghiệp chứa rất nhiều thành phần hữu cơ khó xử lý, trong đó chủ yếu là có nhiều thành phần là Nitơ. Vậy nên việc xử lý hiệu quả Nito đang rất được các khu sản xuất và các nhà máy xử lý nước thải quan tâm. Phương pháp xử lý Nitơ bằng công nghệ SBR được rất nhiều doanh nghiệp áp dụng trong hệ thống xử lý nước thải của mình, vậy quy trình công nghệ này hoạt động như thế nào? Cùng tìm hiểu nhé!
Các nội dung chính
Nitơ trong hệ thống xử lý nước thải
Trong nước thải Nitơ thông thường tồn tại dưới 4 dạng:
+ Nitơ hữu cơ (proteins, amino acids, purines, nucleic acids, pyrimidines)
+ Nitơ amonia (NH3-N);
+ Nitrit (NO2-N)
+ Nitrat (NO3-N)
Nếu không được xử lý đúng cách, nitơ có mặt trong nước sẽ gây các bệnh nguy hiểm cho người và động vật. Nitrat sẽ tạo chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin tạo ra nitrosamine, đây là nguyên nhân gây ra bệnh ung thư ở người cao tuổi. Trong nước có chứa nitrosamine sẽ làm giảm hiệu quả của khâu khử trùng với clo do hình thành cloramin có tính sát khuẩn yếu hơn so với clo.
Hàm lượng Nitơ cao thường xuất hiện ở một số loại nước thải như:
- Nước thải chế biến thủy sản
- Nước thải chế biến mủ cao su
- Nước thải chăn nuôi, giết mổ gia súc, gia cầm
- Nước thải y tế, bệnh viện
- Nước thải sản xuất thực phẩm
- Nước thải sản xuất phân bón
- Nước thải sản xuất thuốc bảo vệ thực vật
- Nước thải sinh hoạt, nhà hàng, khách sạn,…
Khái quát về công nghệ SBR
Công nghệ SBR là một trong những công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục. Đây là một dạng của bể Aerotank trong đó quá trình khử BOD, khử Nitrate, Nitrat hóa diễn ra hoàn toàn trong bể. Đây là một công trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính, ứng dụng trong điều kiện nước thải không ổn định.
Nước thải chứa hữu cơ hoà tan (C, N, P) sẽ được chuyển hoá bởi sinh khối vi sinh, sau đó lắng xuống đáy bể, phần nước còn còn lại sẽ được tách sang giai đoạn xử lý tiếp theo. Chu kỳ xử lý lặp lại cho đến khi có mẻ xử lý mới. Công nghệ xử lý nước thải SBR gồm có các cụm xử lý sau: Selector, C-tech, bể hỗ trợ xử lý, hệ thống phụ trợ. Ở cụm xử lý C-tech bao gồm 5 pha chính:
- Pha làm đầy: Làm đầy tĩnh – Làm đầy hoà trộn – Làm đầy sục khí, tạo điều kiện cho môi trường kỵ khí và môi trường hiếu khí, giúp các vi sinh vật kị khí và hiếu khí hoạt động hiệu quả
- Pha phản ứng: Tạo điều kiện sinh hoá giữa bùn hoạt tính và nước thải bằng phản ứng bằng cách sục khí hay làm thoáng bề mặt để cung cấp nhiều oxy.
- Pha lắng: Giai đoạn sẽ giúp tách biệt hoàn toàn 2 phần trong nước thải đó là cặn lắng (bùn) và nước trong
- Pha hút nước: Phần nước sau lắng sẽ được bơm tháo nhờ thiết bị hút Decantor sang bể chứa để tiếp tục giai đoạn xử lý cuối cùng.
- Pha dừng: Phụ thuộc vào thời gian hoạt động của 4 pha trên mà thực hiện thời gian chờ phù hợp để bắt đầu mẻ xử lý tiếp theo.
Quá trình xử lý nitơ tại bể SBR
Quá trình loại bỏ hợp chất nitơ trong nước thải theo phương pháp vi sinh vật thành hợp chất bền là N2 trải 2 quá trình: đầu tiên là oxy hóa hợp chất nitơ có hóa trị -3 (NH3, NH4+) lên hóa trị+3, +5 (NO2-, NO3-), quá trình này còn được gọi là quá trình nitrat hóa. Tiếp tục quá trình tiếp theo là khử từ hóa trị dương về hóa trị không (N2), quá trình này còn được gọi là quá trình khử nitrat.
Để có thể xử lý hiệu quả hợp chất Nitơ trong nước thải bằng vi sinh vật, bể SBR phải xảy ra 2 giai đoạn:
+ Oxy hoá Nitrat: Đây là quá trình đầu tiên để khởi động chu trình Nitơ. Oxy hóa Amoniac thành Nitrat với sản phẩm trung gian là Nitrit.
+ Khử Nitrat: Trong giai đoạn này sẽ có 4 bậc liên tiếp sẽ làm giảm những hóa trị của nitơ, từ hoá trị dương về hoá trị không (N2)
Giai đoạn Nitrat hóa
Quá trình oxy hóa Nitrat, diễn ra tại giai đoạn sục khí của bể SBR như sau:
+ Nitrosomonas: NH4+ + 1.5O2 → NO2- + 2H+ + H20
+ Nitrobacter: NO2- + 0.5O2 → NO3–
Tổng hợp 2 phản ứng trên ta có phương trình như sau:
NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O
Với 2 phản ứng đầu tiên dựa vào 2 chủng vi sinh Nitrosomonas và Nitrobacter, mô tả cho amoni và O2 tác dụng với vi sinh vật nhằm duy trì sự tồn tại và phát triển của hệ sinh thái vi sinh trong bể.
Giai đoạn khử Nitrat
Giai đoạn khử Nitrat xảy ra theo 4 bậc liên tiếp với phương trình tổng hợp như sau:
NO3- → NO2- → NO (khí) → N2O(khí) → N2(khí))
Dựa vào phản ứng của Nitrate với các chất hữu cơ là Methanol, ta có phương trình phản ứng như sau:
6NO3 + 5CH3OH → 3 N2 + 5CO2 + 7H2O + 6 OH-
Phản ứng với hợp chất hữu cơ từ nguồn thải có công thức hoá học là C18H19O9N, ta có phương trình khử Nitrat như sau:
C18H19O9N + NO3- + H+ → N2 + CO2 + HCO3- + NH4 + + H2O
__________________________
Để được tư vấn thêm về cách xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, xin hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua số HOTLINE: 0909 538 514
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
