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.
Hethongxulynuocthai.org sẽ cùng bạn đọc tìm hiểu chi tiết về quá trình này!
Quá trình nitrat hóa phụ thuộc vào đâu?
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 của quá trình Nitrat hóa
- 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.
Công nghệ nào tham gia quá trình nitrat hóa?
Thẩm thấu ngược
- Đây là quá trình vật lý loại bỏ chất gây ô nhiễm bằng cách tạo áp lực lên nước thô qua màng bán thấm.
- Lợi thế của RO loại bỏ TDS cùng nitrat tạo ra nước chất lượng cao.
Trao đổi ion
- Ion nitrat liên kết trực tiếp với nhựa trao đổi ion thay thế các ion clorua.
- Đóng vai trò như chất làm mềm loại bỏ độ cứng ra khỏi nước.
- Nhựa trao đổi ion chọn lọc nitrat để xử lý nước thải.
Xử lý sinh học
- Khử nito sinh học chuyển hóa nitrat thành khí nito trong điều kiện thiếu khí không có oxy. Phần khí nito sau đó loại bỏ khỏi nước trước khi đi vào hệ thống phân phối tập trung.
- Người ta dùng methanol làm nguồn cacbon để tăng cường quá trình khử nito sinh học.
- Sử dụng hệ thống này sẽ không làm thay đổi các thành phần nước, ngoại trừ việc loại bỏ nitrat.
Thẩm phân điện loại bỏ nitrat hóa
- Việc thẩm tách điện khi ion di chuyển qua màng bán thấm hoặc tích điện trên các điện cực trái dấu cho phép loại bỏ ion nitrat khỏi nước thô.
- Giải pháp này đảm bảo các hoạt động không bị tắc nghẽn, đóng cặn, yêu cầu áp suất thấp với tuổi thọ màng cao hơn.
Ngoài nitrat hóa còn nhiều vấn đề khác đóng vai trò quan trọng đối với quy trình XLNT. Quý KH 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.
