Các yếu tố ảnh hưởng quá trình nitrat hóa trong xử lý nước thải

cac-yeu-to-anh-huong-qua-trinh-nitrate-hoa-xu-ly-nuoc-thai

Quá trình Nitrat hóa trong xử lý nước thải là một trong những mắt xích quan trọng trong chu trình chuyển hóa Nitơ, nhằm loại bỏ Nitơ và các hợp chất của chúng trong nước thải. Vì thế, để đạt hiệu quả cao trong việc loại bỏ Nitơ trong nước thải, thì quá trình Nitrat hóa phải thực sự đạt hiệu quả.

Quá trình nitrat hóa là gì?

Trong xử lý nước thải, nếu nắm rõ quá trình nitrat hóa sẽ giúp các kỹ sư tính toán, thiết kế, thi công và vận hành hệ thống xử lý nước thải diễn ra nhanh chóng, đạt hiệu quả cao, đồng thời tránh được các chi phí và rủi ro không đáng có. 

Vậy, quá trình nitrat hóa là gì? Có thể hiểu, đây là quá trình oxy hóa amoni (NH4+/NH3) thành nitrat (NO3) với sản phẩm trung gian là nitrit (NO2). Đây là quá trình đầu tiên để khởi động chu trình Nitơ, được thực hiện bởi bộ đôi vi khuẩn nitrosomonas và nitrobacter. Quá trình nitrat hóa diễn ra như sau:

Bước 1. Vi khuẩn nitrosomonas sẽ chuyển hóa amoni thành nitrit 

NH4+ + 1,5O2NO2+ 2H+ + H2O

Bước 2. Vi khuẩn nitrobacter sẽ chuyển hóa nitrit (NO2 )  thành nitrat (NO3)

NO2+ 0,5O2NO3  (kết thúc quá trình nitrat hóa)

Phản ứng tổng của quá trình nitrat hoá được viết lại như sau:

NH4+ + 2O2 → NO3 + 2H+ + H2O

Các vi khuẩn nitrosomonas và vi khuẩn nitrobacter thuộc loại vi sinh vật tự dưỡng chúng sử dụng nguồn cacbon vô cơ (chủ yếu là HCO3 và CO2) cùng với các chất dinh dưỡng (N, P, vi lượng,…) để duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. 

Ở phản ứng tổng của quá trình nitrat hóa, có thể nhận thấy khi oxy hóa 1 mol amoni cần sẽ tạo ra 2 mol H+. Từ đây pH sẽ giảm khi quá trình nitrat hóa diễn ra. 

Trong môi trường nước thải, pH thấp hơn 8,2 thì độ kiềm của nước chính là do sự có mặt của ion bicarbonat, HCO3 .  Ion bicarbonat phản ứng với H+ sinh ra từ phản ứng, tạo ra axit cacbonic có tác dụng kìm hãm một phần mức độ suy giảm pH của môi trường, nói cách khác là bicarbonat có vai trò chất đệm của hệ. 

qua-trinh-nitrate-hoa-xu-ly-nuoc-thai

Tại sao cần chú ý quá trình nitrat hóa trong xử lý nước thải

Hàm lượng Nitơ trong nước thải đầu vào chủ yếu tồn tại dưới dạng Amoni. Để xử lý Nitơ có rất nhiều cách, nhưng phương pháp thông dụng đang được ứng dụng chủ yếu hiện nay là sử dụng phương pháp sinh học trong đó dựa vào các chủng loại vi sinh để xử lý Nitơ, vừa đạt được hiệu quả cao vừa tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Vì thế, Nitrat hóa là một trong những mắt xích quan trọng đầu tiên quyết định hiệu suất xử lý cả chu trình.

Xem thêm: Xử lý amoni trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt vừa hiệu quả vừa tiết kiệm

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tốc độ của quá trình khử nitrat hóa có thể chịu ảnh hưởng quan trọng khi nhiệt độ giảm xuống dưới 20oC, tốc độ nitrat hoá chỉ bằng 20 – 40% so với khi ở 20oC

Theo các chuyên gia thì nên duy trì nhiệt độ ở mức 27 – 35 độ C.

Ảnh hưởng của Oxy hòa tan

Quá trình nitrat hóa trong nước thải tiêu thụ một lượng lớn oxy. Mỗi mg amoni bị oxy hoá tiêu thụ 4.57mg oxy. Để quá trình nitrat hoá đạt hiệu quả, lượng oxy hòa tan được duy trì trong bể DO ~ 2 – 4 mg/l. Một cách khác quá trình khuếch tán của oxy khi đó đóng vai trò quyết định tốc độ nitrat hoá.

tong-hop-qua-trinh-nitrate-hoa-xu-ly-nuoc-thai

Ảnh hưởng của pH

pH tối ưu cho quá trình nằm trong một khoảng khá rộng xung quanh pH ~ (7,6 – 8,6), pH < 6,2 hoặc pH > 10 sẽ ức chế hầu như hoàn toàn quá trình hoạt động của vi sinh vật. 

Trong vùng pH mà vi sinh tự dưỡng hoạt động, ảnh hưởng của pH lên hằng số phát triển riêng cực đại theo tỉ lệ tại điểm tối ưu so với các điểm khác được tính như sau:

R = 1- 0,83.(7,2 – pH)

Biểu thức trên là một trong nhiều phương trình mô tả ảnh hưởng của pH có thể sử dụng để tính toán.

Ảnh hưởng của các chất ức chế

Thông thường loại vi sinh vật sẽ bị ức chế hoặc mất khả năng hoạt động do tác động của nhiều loại độc tố như: một số họ chất hữu cơ, kim loại nặng. Một loạt các hợp chất hữu cơ tổng hợp có độc tính cao đối với vi sinh: hợp chất phenol, hợp chất chứa clo,…

Một số anion như: florua 100mg/l sẽ làm giảm quá trình nitrat hoá 80%, Sunfat nồng độ tới 50mg/l không gây ảnh hưởng. Clorua có ảnh hưởng khá mạnh, tốc độ oxy hóa amoni giảm 60%.

Một đặc trưng rất đáng chú ý về độc tính đối với vi sinh tự dưỡng là amoniac và axit Nitơ ở dạng trung hoà – đây là sản phẩm và nguyên liệu chính của quá trình oxy hoá. Vì vậy đối với nước thải có nồng độ amoni lớn và pH cao, loại nitrobacter sẽ bị ức chế, khả năng oxy hóa đến nitrat bị hạn chế, nồng độ nitrit tích luỹ cao. Đối với nước thải sinh hoạt, độc tính của amoniac không đáng kể do nồng độ không lớn và pH không quá cao, chỉ xung quanh điểm trung hoà. Với các loại nước thải công nghiệp có hàm lượng amoniac cao và pH lớn thì nguy cơ nhiễm độc của vi sinh tự dưỡng bởi amoniac dễ xảy ra, khi đó việc kiểm soát pH là cần thiết.

Ngoài ra còn có ảnh hưởng của sự xáo trộn nước thải và nồng độ ô nhiễm đầu vào.

Mỗi một yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của cả quá trình trong hệ thống xử lý nước thải. Vì thế, để xử lý triệt để cần có chuyên môn và kinh nghiệm từ các chuyên gia xử lý nước thải. NTS Engineering chính là một trong những đơn vị uy tín hàng đầu được nhiều công ty, doanh nghiệp lựa chọn. Các chuyên gia, chuyên viên kỹ thuật của NTS Engineering không chỉ nắm vững quá trình nitrat hóa trong xử lý nước thải mà còn cẩn thận đánh giá chất lượng nguồn nước thải để phân tích và lên kế hoạch, thiết lập các giải pháp phù hợp nhất nhằm giúp xử lý triệt để nguồn nước thải. Nhờ vậy, các doanh nghiệp sẽ yên tâm hơn trong quá trình sản xuất, tiết kiệm trong các khâu xử lý nước thải và vẫn đảm bảo an toàn cho môi trường sống cũng như sức khỏe con người.


CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT NTS

Trụ sở: Số 15, đường số 3, Khu dân cư Gia Hòa, Phường Phước Long B, TP. Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Điện thoại: 0888 167 247

Email: nts@ntse.vn

Website: ntse.vn/xu-ly-nuoc

Facebook: facebook.com/INTSE.VNI/

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Hotline: 0888 167 247