Có nhiều phương pháp xử lý Nito trong nước thải. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, nên không thể nói phương pháp nào là tốt nhất.
1. Nito trong nước thải tồn tại ở những dạng nào?
Chúng ta nên chia làm 2 nhóm: vô cơ và hữu cơ. Nito vô cơ thì đơn giản, đa số là amoni, nitrat và nitrit hoặc ure. Nito hữu thì phức tạp hơn nó có thể là các amin bậc thấp, axit amin, protein v.v.
2. Các chỉ tiêu đánh giá hàm lượng nito trong nước thải?
Có mấy chỉ tiêu cơ bản: NH4+, NO3-, NO2-, TKN và TN. Trong đó các bạn lưu ý có sự khác biệt giữa ký hiệu N-NH4+ với NH4+ tương tự vậy N-NO3- và NO3-. Trong đó chỉ tiêu N-NH4+ là lượng nito trong amoni, còn NH4+ là lượng amoni, khối lượng mol của N là 14 và của NH4+ là 18 vậy 2 chỉ số này sẽ chênh nhau khoảng gần 30%. Trong trường hợp N-NO3- và NO3- thì mức độ chênh lệch lên tới 350%.Vậy nên các bạn phải xem xét kỹ chúng ta đang nói về chỉ tiêu nào nhé.
Chỉ số TKN hay còn gọi là tổng nito Kendal sẽ xác định lượng Nito hữu cơ + lượng nito ure + lượng nito amoni. Nguyên lý cơ bản là chuyển hóa tất cả lượng nito này thành NH3 rồi xác định lượng NH3 này thông qua một vài bước thí nghiệm.
Ảnh minh họa
Vậy TKN và TN có khác nhau không?
TN> TKN do TN ngoài các thành phần nito trong TKN còn có thêm nito trong nitrat và nitrit, nói cách khác chúng ta có thể viết công thức: TN=TKN + N/NO3- + N/NO2-
3. Những phương pháp nào để xử lý nito trong nước thải?
Phương pháp hóa lý: tripping, trao đổi ion, hấp phụ. Phương pháp hóa học: oxi hóa amoni, kết tủa amoni bằng MAP [magie amoni photphat], phương pháp điện hóa. Phương pháp sinh học: quá trình nitrat, denitrat và quá trình annamox. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, nên không thể nói phương pháp nào là tốt nhất. Hãy lựa cơm gắp mắm, tình huống nào sẽ dùng phương pháp nào và thậm chí kết hợp các phương pháp
4. Tripping là gì?
Đây là phương pháp chuyển hóa toàn bộ amoni trong nước thải từ dạng NH4+ thành ammoniac NH3.Sau đó dùng lượng khí lớn loại bỏ NH3 ra khỏi nước thải. pH để thực hiện nên duy trì ở mức 11 – 11.5, lượng khí cần thổi thường ở mức 3m3 khí cho 1l nước thải, hiệu quả của quá trình tripping thường chỉ đạt tối đa 95%
5. Nguyên lý của quá trình trao đổi ion
Phương pháp này thường dùng để khử amoni vì vậy đa số sẽ dùng hạt nhựa kationit.Hạt nhựa sau sử dụng được hoàn nguyên bằng axit sunfuric hoặc muối. Bài toán xử lý dung dịch này cũng khá phức tạp và tốn kém vì vậy phương pháp này thường không được áp dụng ở quy mô lớn.
6. Nguyên lý của phương pháp điện hóa
Để xử lý amoni trong nước thải có một số nghiên cứu áp dụng pha nước thải với 20% nước biển và đưa vào bể điện phân với anod than chì và katod inox. Dưới tác dụng của dòng điện sẽ tạo thành magie hidroxit, chất này phản ứng với amoni và photpho trong nước thải tạo thành thành phần không tan là magie amoni photphat. Ngoài ra quá trình điện phân còn hình thành Cl2 có thể oxi amoni, các chất hữu cơ và diệt khuẩn cho nước thải.Hiệu suất xử lý amoni của phương pháp này đạt 80 – 85%, hiệu điện thế sử dụng khoảng 7V, tiêu tốn điện năng ở mức 200A/h cho 1 m3 nước thải. Chất kết tủa tạo thành có thể sử dụng làm phân bón./.
TS. NGUYỄN HỮU THỦY
Tổng nitơ là một chỉ số để đánh giá chất lượng nước. Vậy tổng nitơ trong nước thải là gì? Cách xử lý nitơ trong nước thải như thế nào? Hãy cùng Thiết bị chuyên dụng tìm hiểu ngay nhé!
Trước khi biết cách xử lý nitơ trong nước thải, chúng ta cùng tìm hiểu tổng nitơ trong nước là gì nhé. Trong nước tự nhiên và nước thải luôn tồn tại hợp chất của nitơ. Cụ thể có 3 dạng chính [không gồm khí ni tơ]: Nitơ hữu cơ, các hợp chất oxy dạng oxy hoá gồm nitrit và nitrat, amoniac.
Tổng nitơ trong nước thải
Mỗi dạng nitơ kể trên đều được phân tích thành 1 thành phần riêng biệt. Tổng nitơ trong nước cũng như tổng nitơ trong nước thải sẽ là tổng của 3 dạng nitơ trên. Gồm Nitrat Nitơ NO3 – N + Nitrit Nitơ NO2 – N + Amoniac nitơ NH3 – N + Các hữu cơ ngoại quan Nitơ.
Trong nước thải sinh hoạt, nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ [chiếm 65%] và hữu cơ [chiếm 35%]. Chúng có chủ yếu từ nước tiểu, phân, chất thải động vật,…
Xem thêm: Nước nhiễm nitrat có nguy hiểm không? Cách xử lý nitrat trong nước
Tại sao phải xử lý nitơ trong nước thải?
Chúng ta cần phải xử lý nitơ trong nước thải. Bởi chúng gây ra nhiều ảnh hưởng không tốt đến con người và hệ sinh thái.
Tổng nitơ trong nước thải ảnh hưởng đến môi trường
Khi nồng độ nitơ tăng lên trong môi trường nước, làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng cho các sinh vật phù dù. Khiến sinh vật phù du như rêu, tảo tăng lên. Điều này sẽ gây ra hiện tượng tảo nở hoa hay còn gọi là phú dưỡng hóa nguồn nước.
Hiện tượng phú dưỡng khiến cá chết hàng loạt
Hiện tượng phú dưỡng nguồn nước sẽ làm thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn của tự nhiên. Giảm chất lượng nước và sinh ra nhiều chất độc tiêu diệt các vi sinh vật có ích. Hiện tượng này còn khiến cá bị thiếu oxy và dễ bị chết hàng loạt.
Đây cũng là nguyên nhân khiến các con sông, kênh dẫn nước thải có màu đen, xanh đen và mùi hôi thối. Ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, làm biến đổi hệ sinh thái. Gây ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm không khí,… Tác động tiêu cực đến cuộc sống sinh hoạt của con người.
Xem thêm: Tổng photpho trong nước thải là gì? Cách xử lý photpho trong nước thải
Tổng nitơ trong nước ảnh hưởng đến con người
Nếu nồng độ nitơ trong nước thải quá nhiều có thể ngấm vào mạch nước ngầm. Làm tăng nồng độ nitơ trong nước dùng sinh hoạt của con người. Chúng gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng nên cần xử lý nitơ trong nước thải.
Nồng độ Nitơ trong nước vượt ngưỡng ảnh hưởng đến sức khoẻ con người
Nitrat trong tổng nitơ thường không được coi là độc hại. Giới hạn đặt ra cho nước uống là 10mg nitrat ở đơn vị Ni tơ/l. Nếu chất này ở nồng độ cao vượt ngưỡng cho phép, cơ thể có thể chuyển hóa nitrat thành nitrit. Mà nitrit lại là một loại muối có hại cho sức khỏe.
Muối nitrit làm gián đoạn quá trình vận chuyển oxy trong máu bằng cách phá vỡ hemoglobin thành methemoglobin. Chúng sẽ gây buồn nôn, đau dạ dày cho người lớn. Ngoài ra, chất nitrat quá nhiều gây lợi tiểu, tăng cặn tinh bột, xuất huyết lá lách.
Với trẻ nhỏ, muối nitrit có thể cực kỳ nguy hiểm, có thể khiến trẻ bị thiếu oxy máu. Dùng nước nhiễm nitrat và nitrit pha sữa cho trẻ từ 0 đến 4 tháng tuổi khiến lượng oxy trong máu trẻ bị suy yếu. Thậm chí gây ngạt thở cho bé. Triệu chứng khác của bệnh gồm có: màu da của trẻ hơi xanh, đặc biệt là vùng da quanh mắt và miệng.
Tổng nitơ trong nước nhiều gây nguy hiểm cho trẻ nhỏ
Chỉ tiêu đo lường hàm lượng tổng nitơ trong nước thải
Trước khi xử lý nitơ trong nước thải, người ta cần đánh giá tổng ni tơ trong nước. Để đánh giá, người ta dùng các chỉ tiêu cơ bản, bao gồm: NH4+, NO3-, NO2-, TKN và TN. Trong đó chỉ tiêu N-NH4+ là lượng Nitơ trong Amoni, còn NH4+ là lượng Amoni. Khối lượng mol của N là 14 và của NH4+ là 18. Vì vậy, 2 chỉ số này sẽ chênh nhau khoảng gần 30%.
Chỉ số TKN hay còn gọi là tổng Nitơ Kendal sẽ xác định lượng Nitơ hữu cơ + lượng Nitơ Urê + lượng Nitơ Amoni. Ta có, TN> TKN do TN ngoài các thành phần Nitơ trong TKN còn có thêm Nitơ trong Nitrat và Nitrit. Nói cách khác, có thể viết công thức: TN=TKN + N/NO3- + N/NO2-.
Xét nghiệm nước giúp xác định nồng độ nitơ trong nước
Xem thêm: Các thông số đánh giá chất lượng nước sạch sinh hoạt và sản xuất
Quy chuẩn quốc gia về tổng nitơ trong nước thải
Để hiểu rõ hơn về chỉ số nitơ trong nước thải, bạn có thể tham khảo một số quy chuẩn quốc gia cho từng loại nước thải cụ thể:
- Nước thải công nghiệp áp dụng QCVN 40:2011/ BTNMT: Nitơ trong nước thải được kiểm soát bằng chỉ tiêu Amoni [tính theo N] và Tổng Nitơ.
- Nước thải sinh hoạt áp dụng QCVN 14:2008/ BTNMT: Nitơ trong nước thải được kiểm soát bằng chỉ tiêu Amoni và Nitrat.
- Nước thải thủy sản áp dụng QCVN 11: 2015/ BTNMT: Nitơ trong nước thải được kiểm soát bằng chỉ tiêu Amoni và Tổng Nitơ.
- Nước thải chăn nuôi áp dụng QCVN 62-MT: 2016/ BTNMT: Nitơ trong nước thải được kiểm soát bằng chỉ tiêu Tổng Nitơ [tính theo N].
Phương pháp xử lý nitơ trong nước thải
Tổng nitơ trong nước thải vượt ngưỡng ảnh hưởng xấu đến môi trường và con người. Vì vậy, việc xử lý nitơ trong nước thải là vấn đề cần quan tâm. Đặc biệt là khi các quy chuẩn xả thải ngày càng được thắt chặt hơn. Có nhiều cách xử lý nitơ trong nước thải, dưới đây là những phương pháp phổ biến nhất.
Có nhiều cách để xử lý nitơ trong nước
- Phương pháp hoá lý: trao đổi ion, stripping;…
- Phương pháp hoá học; oxy hóa amoni, phương pháp điện hóa; kết tủa amoni bằng MAP [magie amoni photphat];
- Phương pháp sinh học; quá trình anammox, quá trình nitrat hóa và khử nitrat, …
Có nhiều loại nước thải khác nhau: nước thải y tế, nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp, nước thải công nghiệp,… Người ta sẽ xem xét tính chất của từng loại nước thải và hệ thống xử lý của nhà máy mà lựa chọn phương pháp phù hợp nhất.
Như vậy, bài viết đã cung cấp những kiến thức về tổng nitơ trong nước thải. Đồng thời giới thiệu cho bạn những phương pháp xử lý nitơ trong nước thải phổ biến nhất. Mong rằng những thông tin này sẽ hữu ích cho bạn.