Nitrat hóa là quá trình phản ứng hóa học, sinh học xảy ra bên trong vi khuẩn. Hai loài vi khuẩn quan trọng tham gia vào quá trình gồm Nitrosomonas, Nitrobacter. Chúng được gọi chung là nitrat hóa tự dưỡng, tức là chúng lấy nguồn cacbon từ cacbon vô cơ hoặc cacbon dioxit.
1. Quá trình Nitrat hóa bị ảnh hưởng bởi yếu tố nào?
Dưới đây là một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Nitrat hóa:
Nồng độ Oxy (DO)
- Trong giai đoạn hiếu khí cần oxy phân tử tự do và không cần trong điều kiện kỵ khí.
- Xảy ra tối đa ở mức hàm lượng DO 5 mg/L và tối thiểu 2 mg/L.
- Cần duy trì hệ thống sục khí hoạt động ổn định để cung cấp oxy cho quá trình này diễn ra hoàn toàn.
Nhiệt độ
- Khá nhạy cảm với nhiệt độ, nitrat hóa tối ưu ở khoảng 30 độ C.
- Khi nhiệt độ ở 40 độc C trở lên, tỷ lệ nitrat giảm. Còn khi nhiệt độ < 20 độ C thì tốc độ của quá trình diễn ra chậm hơn. Ở ngưỡng 10 độ C, quá trình này vẫn sẽ diễn ra nhưng bị ngưng lại khi mất đi độ kiềm.
Độ kiềm và pH
- Độ kiềm đóng vai trò như nguồn cacbon vô cơ cho quá trình nitrat. Khi đó, các ion H+ hình thành khi ion amoni bị oxy hóa thành nitrit, ngoài ra còn có sự xuất hiện của axit nito (HNO2).
- Cần duy trì độ kiềm nhất định trong bể sục khí nhằm tạo ra tính ổn định pH.
- Khoảng pH tối ưu thường dao động từ 7.2 – 8. Quá trình nitrat hóa chỉ giảm khi mức pH dừng lại ở mức <6.7.
Tuổi bùn
- Tuổi thọ của bùn hoạt tính thể hiện số ngày tồn tại của VSV trong bùn hoạt tính. Khi tuổi bùn càng lớn càng yêu cầu tăng số lượng vi khuẩn.
- Tuổi bùn, tỷ lệ F:M phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ lạnh làm giảm tuổi bùn và khả năng sinh trưởng của VSV.
- Do đó, cần tăng giá trị MLVSS hoặc tuổi bùn để duy trì quá trình nitrat hóa hiệu quả.
Sự ức chế/độc tính
- Sự ức chế xảy ra khi enzym mất hoạt tính trong thời gian ngắn/dài hoặc tổn thương. NH3 hình thành từ ion amoni, NHO2 tạo ra nhờ ion nitrit trong bể sục khí (ức chế cơ chất).
- Nitrat hóa trở thành chỉ số tuyệt vời phản ánh sự độc hại trong các quy trình XLNT làm mất khả năng xử lý BOD.
BOD
- Hầu hết, BOD hòa tan, đơn giản ức chế hoạt động của vi khuẩn, chúng xâm nhập vào tế bào vi khuẩn làm bất hoạt hệ thống enzym.
- Vì thế phải loại bỏ chúng bằng cách phân hủy bởi VSV hữu cơ giúp vi khuẩn nitrat hóa oxy các ion amoni, nitrit.
- Thông qua đó, nitrat phụ thuộc vào VSV phân hủy chất hữu cơ.
- Khi hàm lượng BOD dư thừa thường gây ra nhu cầu oxy lớn, giảm DO ảnh hưởng xấu đến vai trò của vi khuẩn
2. Các hệ thống XLNT có quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa (nitrification) > chuyển Amoni (NH₄⁺) > Nitrit (NO₂⁻) > Nitrat (NO₃⁻) > luôn diễn ra ở các công trình, công nghệ có môi trường hiếu khí (có sục khí) trong hệ thống xử lý nước thải.
Dưới đây là những hệ thống/kiểu công nghệ xử lý nước thải mà quá trình nitrat hóa thường xuất hiện:
- Hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí: Đây là nơi nitrat hóa phổ biến, oxy cao, tuổi bùn lớn > vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter phát triển mạnh.
- Hệ thống MBR: DO cao, tuổi bùn dài > rất thuận lợi cho nitrat hóa
- Hệ thống SBR: Giai đoạn hiếu khí trong SBR cho phép nitrat hóa diễn ra hoàn toàn, dễ điều chỉnh thời gian sục khí nên hiệu suất cao.
- Hệ thống MBBR: Giá thể di động tăng diện tích bề mặt cho vi sinh nitrat hóa. Rất ổn định khi tải Amoni dao động.
- Hệ thống AAO: Là hệ thống xử lý N tổng hợp (nitrat hóa + khử nitrat).
- Hệ thống IFAS: Kết hợp bùn hoạt tính + giá thể bám dính > tăng hiệu suất nitrat hóa nên phù hợp nước thải nồng độ Amoni cao.
Có thể thấy, quá trình nitrat hóa có trong tất cả các công trình hiếu khí của hệ thống xử lý nước thải. Quý Khách hàng cần tư vấn thêm nhiều giải pháp để xử lý nước thải thì liên hệ ngay với Hợp Nhất qua Hotline 0938.857.768 để được hướng dẫn tận tình hơn.
