Nước thải công nghiệp hiện nay chứa một lượng lớn các thành phần hữu cơ gây ô nhiễm và khó xử lý. Trong đó phần lớn là thành phần nitơ nên việc xử lý thành phần này đang được các khu sản xuất, nhà máy xử lý nước thải rất quan tâm. Xử lý Nitơ bằng công nghệ SBR hiệu quả đang được nhiều công ty sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải của họ, bài viết này chúng ta cùng nhau tìm hiểu chi tiết về công nghệ này nhé!
Tìm hiểu về các dạng Nitơ trong nước thải
Trong nước thải công nghiệp, thông thường nitơ thường tồn tại ở bốn dạng chính:
+ Nitơ hữu cơ (protein, axit amin, purin, axit nucleic, pyrimidine)
+ Nitơ amonia (NH3-N);
+ Nitrit (NO2-N)
+ Nitrat (NO3-N)
Một số ảnh hưởng của Nitơ ô nhiễm:
- Nitơ trong nước có thể gây ra các bệnh nguy hiểm cho người và động vật nếu không được xử lý đúng cách.
- Nitrat gây ra sự thiếu hụt vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo ra nitrosamine, là nguyên nhân gây ung thư ở người lớn tuổi.
- Trong nước có chứa nitrosamine, tác dụng khử trùng của clo bị giảm do sự hình thành của cloramin, có tính chống ăn mòn yếu hơn clo.
Tìm hiểu công nghệ SBR trong việc xử lý nhân tố Nito
Công nghệ SBR là một trong những công nghệ xử lý nước thải sinh học sử dụng quy trình phản ứng từng mẻ liên tục. Tương tự như dạng bể Aerotank, nơi diễn ra quá trình khử BOD, khử nitơ và nitrat hóa hoàn toàn trong bể. Đây là phương pháp xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính đối với các điều kiện nước thải không ổn định.
Nước thải chứa các chất hữu cơ hòa tan (C, N, P) được vi sinh vật chuyển hóa và lắng xuống đáy bể, phần nước còn lại được tách sang công đoạn xử lý tiếp theo. Chu kỳ xử lý được lặp lại cho đến khi có lô xử lý mới. Công nghệ xử lý nước thải SBR bao gồm các cụm xử lý như Selector, C-tech, bể hỗ trợ xử lý, hệ thống phụ trợ. Trong một cụm xử lý công nghệ C-tech sẽ có 5 giai đoạn (5 pha) chính:
+ Pha làm đầy: lấp đầy tĩnh – hỗn hợp lấp đầy – chiết rót tạo điều kiện cho môi trường yếm khí và hiếu khí, giúp vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí hoạt động hiệu quả
+ Pha phản ứng: Điều kiện sinh hóa được tạo ra giữa bùn hoạt tính và nước thải để cung cấp thêm oxy thông qua phản ứng sục khí hay quấy khí bề mặt.
+ Pha lắng: Công đoạn này sẽ giúp tách hoàn toàn 2 phần có trong nước thải đó là phần cặn (bùn) và phần nước trong.
+ Pha đẩy: phần nước lắng được thiết bị hút bơm ra bể chứa để tiếp tục công đoạn xử lý cuối cùng.
+ Pha dừng: Căn cứ vào thời gian hoạt động của 4 công đoạn trên, đưa ra thời gian chờ phù hợp và bắt đầu xử lý lô tiếp theo.
Các giai đoạn xử lý Nitơ bằng công nghệ SBR
Quá trình loại bỏ các hợp chất Nitơ bằng công nghệ SBR thành các hợp chất bền và khí N2 bằng cách ứng dụng vi sinh qua hai quá trình. Thứ nhất là oxy hóa các 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. Đây là quá trình đầu tiên bắt đầu chu trình nitơ. Sản phẩm trung gian trong quá trình oxy hóa amoniac thành nitrat là nitrit. Tiếp theo là quá trình khử Nitrat. Trong giai đoạn này, sẽ có 4 bậc liên tiếp sẽ làm giảm hóa trị nitơ, từ giá trị dương về không (N2). Sau đây là chi tiết về 2 quá trình:
Giai đoạn nitrat hóa
Giai đoạn này xảy ra trong quá trình sục khí của bể SBR, phương trình hoá học xử lý như sau:
+ Nitrosomonas: NH4 + + 1.5O2 → NO2- + 2H + + H20
+ Nitrobacter: NO2- + 0,5O2 → NO3–
Tổng hợp hai phản ứng trên ta có phương trình sau:
NH4 + + 2O2 → NO3- + 2H + + H2O
2 phản ứng đầu tiên dựa trên 2 chủng vi sinh là Nitrosomonas và Nitrobacter, biểu thị cho amoni và O2 cùng với tác động vi sinh vật hiếu khí để xử lý. Quá trình này xảy ra nhằm duy trì sự tồn tại và phát triển của hệ sinh thái vi sinh trong bể.
Giai đoạn khử Nitrat
Các giai đoạn khử nitrat xảy ra trong 4 trình tự liên tiếp và phương trình tổng hợp như sau:
NO3- → NO2- → NO (khí) → N2O (khí) → N2 (khí)
Dựa vào phản ứng của Nito với chất hữu cơ là metanol, ta có phương trình phản ứng sau:
6NO3 + 5CH3OH → 3 N2 + 5CO2 + 7H2O + 6 OH-
Công thức hóa học của phản ứng với các hợp chất hữu cơ trong nguồn thải là C18H19O9N, ta thu được phương trình khử nitrat như sau:
C18H19O9N + NO3- + H + → N2 + CO2 + HCO3- + NH4 + + H2O
__________________________
Mong rằng qua bài viết này có thể có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về quá trình xử lý Nitơ bằng công nghệ SBR, từ đó có thể ứng dụng hiệu quả trong hệ thống xử lý nước thải tại cơ sở của bạn. Để được tư vấn thêm về cách xử lý nước thải theo công nghệ sinh học, vui lòng gọi ngay hotline: 0909 538 514
