XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI – CUNG CẤP VI SINH TRONG XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI

1. Ô nhiễm Nitơ trong nước thải

1.1 Khái niệm chỉ số ô nhiễm của Nitơ

Tổng Nito trong nước thải là tổng Nitrat nitơ NO3_N, nitrit nito NO2_ N, amo niac nitơ NH3_N và các hữu cơ ngoại quan nitơ. Cần phân biệt rõ tổng nitơ và tổng nitơ của aminiac cộng với nitơ hữu cơ nhưng không bao gồm nitơ nitrat hoặc nitơ nitrit

1.2 Nguồn gốc phát thải

Tổng nitơ đôi khi được quy định như một thông số nước thải của các hệ thống xử lý nước thải y tế (Nước tiểu, các mô, tế bào, bộ phận cơ thể…), hệ thống nước thải đô thị hay hệ thống nước thải công nghiệp (Chế phẩm ngành công nghiệp chế biến thủy sản, hải sản, nông sản… hay sản xuất phân bón). Các nhà máy xử lý có giới hạn tổng nitơ thường cần nitrat hóa và khử nitrat để đạt được tiêu chuẩn ( Để đánh giá tính ô nhiễm Nitơ của nước, thường đánh giá qua chỉ số tổng Nitơ, Nitrat và Amoni)

1.3 Ảnh hưởng của ô nhiễm Nitơ đến môi trường nước

  • Gây hiện tượng phì dưỡng trong hệ sinh thái nước
  • Làm cạn kiệt oxy trong nước
  • Gây độc với hệ vi sinh vật trong nước
  • Tăng nguy cơ ô nhiễm nitrat và nitrit trong nước ngầm, ảnh hưởng tới công đồng. Nitrat và Nitrit có thể gây ung thư cho con người

2. Các phương pháp xử lý Nito trong nước thải

2.1 Xử lý Nitơ nước thải bằng phương pháp hóa lý

  • Có 3 phương pháp là Tripping, trao đổi Ion và hấp phụ
  • Tripping chuyển hóa toàn bộ Amonia trong nước thải từ dạng NH4+ thành NH3, sau đó dùng lượng khí lớn loại bỏ chúng ra khỏi nước thải. Phương pháp này đòi hỏi pH ở mức 11-11.5, lượng khí cần thổi ở mức 3m3 khí cho 1L nước thải, hiệu quả chỉ đạt tối đa 95%. Với phương pháp trao đổi Ion sẽ sử dụng hạt nhựa Kationit. Tuy nhiên việc xử lý dung dịch cũng khá phức tạp và tốn kém, không phù hợp áp dụng ở quy mô lớn.

2.2 Xử lý Nitơ nước thải bằng phương pháp hóa học

  • Xử lý Nitơ trong nước thải phương pháp hóa học dựa trên nguyên tắc đưa nước thải đến độ pH từ 10-11 bằng cách thêm Ca(OH)2 với nồng độ 10g/L để tạo thành NH4OH. Khi đó Amoni sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang khí và đưa ra ngoài không khí qua tháp làm lạnh.
  • Nhược điểm: Chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý Nitơ trong nước thải theo phương pháp hóa học đòi hỏi không khí lớn và lượng Ca(OH)2 cao. Bên cạnh đó, phương pháp này phát sinh hệ lụy là phải tìm cách làm giảm pH bằng H2SO4 trước khi thải ra môi trường.

2.3 Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp điện hóa

Để xử lý Nitơ, Amoni trong nước thải theo phương pháp điện hóa, người ta pha nước thải với 20% nước biển, sau đó đưa vào bể điện phân với Anod than chì và Katod Inox. Dưới tác dụng của dòng điện thì chúng sẽ tạo thành Magie Hydroxit, chất này phản ứng với Amoni và Photpho trong nước tạo thành thành phần không tan là Magie Amoni Photphat. Quá trình điện phân hình thành CI2 Oxy hóa Amoni, các chất hữu cơ và diệt khuẩn cho nước thải.

2.4 Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học

Xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học hay còn gọi là phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải bằng vi sinh vật. Đây là phương pháp thông dụng nhất hiện nay được áp dụng rộng rãi từ nước thải trong sản xuất tại các nhà máy, xí nghiệp đến nước thải sinh hoạt tại các khu chung cư, đô thị… 

3. Ưu điểm vượt trội của phương pháp sinh học xứ lý Nitơ trong nước thải

  • Hiệu suất khử Nitơ trong nước thải cao
  • Quá trình xử lý Nitơ diễn ra ổn định
  • Tương đối dễ vận hành, quản lý
  • Chi phí đầu tư cực kỳ hợp lý
  • Bảo vệ môi trường và hệ sinh thái

4. Cơ chế xử lý Nitơ trong nước thải của vi sinh

Trong thành phần môi trường nước tự nhiên và thành phần nước thải, luôn tồn tại các hợp chất amoniac, hợp chất hữu cơ chứa nitơ, nitrat và nitrit,… Quá trình chuyển hóa Nitơ trong tự nhiên và trong nước thải sẽ chuyển hóa qua 2 quá trình chính: Nitrat hóa và khử Nitrat với sự tham gia của các chủng vi sinh vật xử lý đóng vai trò quan trọng.

4.1 Quá trình Nitrat hóa trong xử lý nước thải

Quá trình Nitrat hóa trong xử lý nước thải ô nhiễm Nitơ là quá trình gồm 2 phản ứng:

– Đầu tiên là phản ứng chuyển hóa NH4+ hoặc NH3 thành Nitrit thực hiện bởi vi khuẩn oxi hóa Amoniac và đại diện bởi chi “Nitrosomonas”.

– Phản ứng thứ hai là phản ứng Oxi hóa Nitrit (NO2) thành Nitrat (NO3) thực hiện bởi vi khuẩn thuộc chi “Nitrobacter”.

*Quá trình Nitrit hóa: NH4+ NO2: 2 bước

Bước 1: Enzyme cần thiết để thu năng lượng trong quá trình oxy hóa là amonia monooxygenase (AMO) và hydroxylamine oxyoreductase (HAO). Đầu tiên là một protein đồng xuyên màng. Xúc tác quá trình oxy hóa amoniac thành hydroxylamine lấy hai electron trực tiếp từ bể quinone. Phản ứng này cần có Oxy.

–  Bước 2: Các enzyme tạo ra oxit nitric và ba electron. Oxit nitric sau đó có thể bị oxy hóa bởi các enzyme khác (hoặc oxy) thành nitrite.

NH3 + O2 → NO2 + 3H+ + 2e
NH3 + O2 + 2H+ + 2e− → NH2OH + H2O
NH2OH + H2O → NO2 + 5H+ + 4e

*Quá trình Nitrat hóa: NO2 NO3:

Nitrite được sinh ra trong phản ứng đầu tiên của quá trình nitrat hóa tự dưỡng. Được oxy hóa thành nitrat bởi nitrite oxyoreductase (NXR). Đó là một molybdoprotein liên kết với màng. Và là một phần của chuỗi chuyển điện tử chuyển các electron từ nitrit sang oxy phân tử. Cơ chế phân tử của nitrite oxy hóa ít được mô tả hơn so với oxy hóa amoni.

NO2 + H2O → NO3 + 2H+ + 2e

4.2 Quá trình khử Nitrat trong xử lý nước thải

Khử Nitrat là quá trình chuyển hóa Nitrat trong nước thải thành Nitơ tự do. Từ đó làm giảm nồng độ Nitơ tổng trong nước thải. Một số chủng vi sinh vật tham gia vào các phản ứng chuyển hóa này như: Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Serratia, Pseudomonas và Achromobacter có khả năng khử nitơ trong điều kiện yếm khí.

Tổng hợp của quá trình khử Nitrat là sự kết hợp của một vài phản ứng như dưới đây:

NO3 + 2 H+ + 2 e→ NO2 + H2O (Nitrate reductase)
NO2 + 2 H+ + e → NO + H2O (Nitrite reductase)
2 NO + 2 H+ + 2 e → N2O + H2O (Nitric oxide reductase)
N2O + 2 H+ + 2 e → N2 + H2O (Nitrous oxide reductase)

Quá trình hoàn chỉnh có thể được biểu thị dưới dạng phản ứng oxi hóa khử cân bằng, trong đó nitrat (NO3) được khử hoàn toàn thành Nitơ tự do (N2):

2 NO3 + 10e + 12 H+ → N2 + 6 H2O

Trong một số hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý nước thải công nghiệp,…, các hợp chất như metanol, ethanol, acetate, glycerin… được bổ sung vào nước thải. Mục đích để cung cấp nguồn carbon và electron cho vi khuẩn khử nitơ. Việc cung cấp các chủng vi sinh vật khử Nitrat được xác định bởi bản cơ chế hoạt động của quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat. Nhằm mục đích tăng cường hiệu quả xử lý xử của công trình xử lý nước thải. Các công nghệ phù hợp, mang lại hiệu suất cao với quá trình xử lý Nitơ như: MBR, MBBR, AAO…

6. Vì sao cần đơn vị có kinh nghiệm nuôi cấy vi sinh

  • Tiết kiệm chi phí thời gian nuôi cấy vi sinh, “ Đầu tư một lần lợi ích dài lâu” vì đơn vị chủ động được khả năng sinh trưởng và phát triển của chủng vi sinh
  • Có kinh nghiệm hướng dẫn vận hành hệ thống xử lý nước thải bằng vi sinh, kiểm soát hoạt động của chủng vi sinh được tốt nhất
  • Giá cả – chất lượng đảm bảo

7. Ứng dụng công nghệ vi sinh trong hệ thống xử lý nước thải:

Vise đã ứng dụng thành công công nghệ sinh học trong xử lý nước thải trong nhiều lĩnh vực:

  • Xử lý nước thải sinh hoạt đô thị
  • Xử lý nước thải sinh hoạt khu resort
  • Xử lý nước thải ngành sản xuất thủy hải sản
  • Xử lý nước thải ngành chăn nuôi
  • Cải tạo hệ thống xử lý nước thải nuôi tôm bằng vi sinh
  • Cải tạo hệ thống xử lý nước thải ngành thuộc da

CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ VISE

Địa chỉ: 1179 Phan Văn Trị, Phường 10, Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh

Hotline : 0969313479  ( Mr. Dương )

Email : viseco.cskh@gmail.com

Fanpage : facebook.com/Công-ty-cổ-phần-công-nghệ-Viseco-1092317247629

Trả lời