Cách thức để làm giảm amoni trong nước thải là một vấn đề rất được quan tâm thì chỉ tiêu amoni hay bị vượt quy chuẩn nước thải sinh hoạt và công nghiệp.
Amoni trong nước thải là gì?
Amoni trong nước thải là một dạng tồn tại của Nitơ trong nước thải. Gần như tất cả nitơ trong nước chưa xử lý là amoni (NH4+). Thông qua một quá trình được gọi là thủy phân, nitơ hữu cơ dạng hạt bắt đầu chuyển đổi thành amoniac hoặc amoni. Quá trình thủy phân là sự chuyển đổi vật chất hữu cơ dạng hạt thành các dạng đủ nhỏ để vi khuẩn hấp thụ và tiêu thụ.
Lượng amoniac và amoni được tạo thành phụ thuộc vào độ pH và nhiệt độ của nước thải. Khi pH của nước thải có tính axit (<6,9) hoặc trung tính (7,0), phần lớn nitơ là amoni (NH4 +). Khi pH tăng lên 8,0 và đang tăng, amoni bắt đầu chuyển sang dạng khí amoniac hòa tan (NH3). Ở pH 10 và cao hơn, hầu như tất cả amoni đã chuyển thành khí amoniac hòa tan.
(Nguồn: NITROGEN CONTROL IN WASTEWATER TREATMENT PLANTS – Ron Trygar, CET University of Florida TREEO Center)
Bài viết chi tiết: Amoni trong nước thải là gì? Cách đo và xử lý amoni trong nước thải
Trong nước thải NH3 (amoniac) sẽ chuyển hóa hoặc dịch chuyển theo một trong ba phương thức, cũng là 3 cách sẽ giúp bạn làm giảm Amoni trong nước thải
Là chất dinh dưỡng cho tảo:
NH3 đóng vai trò là chất dinh dưỡng cho tảo và các loại thuỷ thực vật có rễ để tạo ra sinh khối. Điều này dễ nhận thấy ở những hệ thống xử lý nước thải thủy sản, nước thải chăn nuôi và nước thải cao su. Tảo sẽ phát triển và nổi lên thành lớp khi trời có nắng. Rong bám nhiều trên thành bể và máng thu nước. Đây là dấu hiệu dễ thấy là nước thải xử lý ni tơ chưa hiệu quả.
Cách giảm amoni trong nước thải bằng sự bay hơi qua tháp Stripping
Amoni sẽ bay hơi vào không khí dưới dạng khí amoniac nếu áp suất riêng của nó trong không khí thấp hơn mức bão hòa. Cái này cũng giống như mùi khai trong toilet. Mức độ bay hơi trước hết phụ thuộc vào pH của môi trường. Amoniac là một bazơ yếu có cường độ bazơ là 9,25. Tại pH = 9,25 thì 50% nồng độ tồn tại ở dạng trung hòa (NH3) có khả năng bay hơi và 50% tồn tại ở dạng ion amoni (NH4+) không bay hơi. Tại pH = 7,2 tỉ lệ nồng độ giữa dạng ion và trung hòa là 100/1, ngược lại tại pH = 11,25 thì tỉ lệ trên là 1/100. pH cao là điều kiện cần để amoniac trong nước tồn tại ở dạng bay hơi. Sục khí và nhiệt độ cao thúc đẩy amoniac bốc hơi (giải hấp thụ).
Xem thêm: Độ pH tối ưu cho từng chủng vi sinh trong nước thải
Cách làm giảm amoni trong nước thải qua quá trình Nitrat hóa:
Quá trình nitrat hoá là gì?
Quá trình Nitrat hóa là quá trình chuyển đổi amoni thành nitrat được tiến hành bởi các vi khuẩn sống trong đất và các loại vi khuẩn nitrat hóa khác. Các vi khuẩn nitrat hóa bao gồm các chủng dị dưỡng (như Bacillus, Pseudomonas…) và các chủng tự dưỡng (như Nitrosomonas, Nitrobacter). Nên được phân chia thành quá trình nitrat hóa tự dưỡng và dị dưỡng.
Những vi khuẩn này được gọi là “nitrifiers”, là những “aerobes” (vi khuẩn hiếu khí). Chúng phải dùng oxy hòa tan để thực hiện quá trình nitrat hoá. Quá trình này chỉ xảy ra trong điều kiện hiếu khí với khả năng khử oxy hóa đủ. Nitrat hóa bởi nhóm vi khuẩn dị dưỡng không đòi hỏi thời gian lâu như chủng vi khuẩn tự dưỡng. Ưu điểm của vi khuẩn Pseudomonas là không cần giá thế và thời gian sinh sản nhanh hơn rất nhiều với vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Vi khuẩn nitrat hoá Pseudomonas và Bacillus được phân lập trong vi sinh xử lý amoni, nitơ Quick Start
Mời bạn đọc bài chi tiết Quá trình nitrat hoá là gì? 3 yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrat hoá
Các vi khuẩn nào tham gia vào quá trình nitrat hoá?
Nước thải có lượng NH3 cao thì nhu cầu tiêu thụ oxy cũng cao. Để oxy hóa 1g Amoniac thì cần 4.5g Oxy. Vì vậy, cần tăng sục khí trong nước thải để cung cấp oxy cho vi sinh Nitrat hóa hoạt động (đối với chủng Nitrosomonas và Nitrobacter, còn chủng Bacillus chỉ sử dụng oxy ở mức trung bình).
Quá trình oxy hóa NH3 nhanh hay chậm phụ thuộc vào mật độ vi sinh nitrat hóa. Vi sinh Nitrat hóa có 2 loại vi sinh dị dưỡng và tự dưỡng. Loại vi sinh tự dưỡng hiệu quả hơn nhưng khó tăng sinh khối do chúng phát triển chậm, còn loại dị dưỡng thì mức độ sinh sản nhanh nên tạo ra số lượng lớn vi khuẩn để oxy hóa hiệu quả NH3. Trong các ao hồ tùy nghi thì việc Nitrat hóa diễn ra chủ yếu ở tầng nước mặt nơi có nhiều oxy hơn.
Mời bạn đọc bài chi tiết: Vi khuẩn nitrat hoá, ngoài Nitrosomas, Nitrobacter còn những chủng nào?
Tóm lại, Trong các giải pháp xử lý NH3 thì giải pháp sinh học bằng quá trình nitrat hoá đem lại hiệu quả cao nhất. Nhiều hệ thống nước thải chăn nuôi có hiệu suất xử lý tổng Ni tơ trên 90% và duy trì ổn định. Hệ thống Stripping thì dễ gây ảnh hưởng mùi xung quanh chỉ phù hợp với nơi xa dân cư, còn tự nhiên xử lý bằng thực vật thì chỉ phù hợp với nước có lượng NH3 thấp.
Quý khách quan tâm vi sinh Nitrat hóa dị dưỡng có thể sử dụng vi sinh Quick start của hãng Proventus Bioscience Canada nhé.
