Trong quá trình xử lý nitơ, quá trình Nitrat hóa (NH3->NO2) diễn ra trước quá trình Khử Nitrat (NO3->N2). Như vậy, khi thiết kế bể Anoxic để khử Nitrat phải đặt sau bể Aerotank (bể Nitrat hóa). Tuy nhiên, ngoài thực tế thì ngược lại và dưới đây là một vài phân tích lý do tại sao?
Bể khử Nitrat (NO3->N2) đặt trước bể Nitrat hóa (NH3->NO2->NO3)
– Bể Anoxic khử Nitrat đặt trước giai đoạn Nitrat hóa có đặc thù là hệ thống sẽ có 2 dòng hồi lưu. Một dòng tuần hoàn bùn từ bể Hiếu khí về bể thiếu khí bởi bơm tuần hoàn đặt ở bể hiếu khí. Dòng này sẽ hồi lưu cả bùn và nước thải đầu vào trong quá trình xử lý hiếu khí. Hỗn hợp bùn và nước này sẽ đem cả Nitrat, Nitrit qua bể phản ứng thiếu khí (thông thường lưu lượng tuần hoàn từ 150-300%).
– Dòng tuần hoàn thứ 2 là từ bể lắng nhằm mục đích duy trì mật độ bùn cho bể Thiếu khí và Hiếu khí. Trong bể khử Nitrat vi sinh vẫn cần một lượng chất hữu cơ để hoạt động. Vì vậy Nguồn chất hữu cơ để khử Nitrat là nguồn từ nước thải chưa xử lý (dòng vào) và một phần từ phân hủy nội sinh nhằm tiết kiệm chi phí vận hành. Tuy nhiên, trong trường hợp hai nguồn chất hữu cơ trên không đủ đáp ứng cho quá trình khử Nitrat thì có thể bổ sung thêm Carbon cho bể thiếu khí.
– Kiểu bố trí hệ thống xử lý như trên còn có tác dụng tiết kiệm oxy cho giai đoạn xử lý hiếu khí sau đó. Vì một lượng chất hữu cơ trong nước đầu vào đã được tiêu thụ cho phản ứng khử Nitrat. Thể tích bể Anoxic nitrat hóa phụ thuộc vào hàm lượng Nitrat hình thành và tốc độ khử Nitrat. Đối với nước thải sinh hoạt thể tích phản ứng của giai đoạn khử Nitrat chiếm 20-40% tổng thể tích phản ứng (không bao gồm thể tích lắng).
– Quá trình Khuấy trộn trong bể Anoxic ở mức độ sao cho vi sinh không bị lắng và oxy không khí hòa tan vào ở mức tối thiểu. Vì lượng nước – bùn hồi lưu từ bể hiếu khí rất lớn nên cần bố trí ở vị trí sao cho hạn chế oxy hòa tan vào bể thiếu khí.
Bể Anoxic khử nitrat đặt trước bể Aerotank Nitrat hóa
Quá trình này vận hành theo phương án oxy hóa trước và khử nitrat sau có một số đặc trưng:
– Chất hữu cơ và Amoni đã được oxy hóa trong bể hiếu khí. Vì vậy, nguồn chất hữu cơ để khử nitrat chỉ còn lại từ phân huy nội sinh hoặc bổ sung thêm từ ngoài vào (methanol, mật rỉ đường…). Liều lượng chất hữu cơ sử dụng phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ Nitrat cần khử, lượng oxy hòa tan. Lượng methanol sử dụng khoảng 3g/g Nitrat cần khử.
Xem thêm: Amoni trong nước thải là gì? Cách đo và xử lý amoni
– Vận hành quy trình này thì chỉ có 1 dòng tuần hoàn từ bể lắng về bể thiếu khí. Trường hợp khi Nitrat vượt thì cũng rất khó điều chỉnh bơm nước từ bể lắng về bể thiếu khí để tiếp tục khử Nitrat.
Tóm lại, tốc độ khử Nitrat theo cách này chậm hơn so với kỹ thuật khử Nitrat đặt trước kéo theo thể tích bể phản ứng lớn hơn trường hợp kia. Chi phí vận hành và bảo dưỡng cao hơn do cần phải cung cấp chất hữu cơ từ ngoài vào.
