Khử Nitơ trong nước thải sinh hoạt là một quá trình gồm hai bước: Nitrat hóa và khử Nitrat. Nitơ có mặt ở nhiều dạng trong hệ thống nước thải sinh hoạt. Hầu hết nitơ ở dạng nitơ hữu cơ (vật liệu tế bào chết, protein, axit amin) và urê.

Sau khi vào bể tự hoại, nitơ hữu cơ này được phân hủy và hoàn toàn thành amonia (NH4+/NH3). Amonia là dạng chính của nitơ còn lại trong bể tự hoại. Khi có oxy, vi khuẩn sẽ chuyển hóa amonia thành nitrat (NO3) hoặc hấp thụ vào tế bào. 

Ảnh hưởng của Amonia

Amonia có thể ảnh hưởng đến sức khỏe nghiêm trọng khi nó đi vào nước ngầm. Amonia và các dạng nitơ dư thừa khác cũng có hại đến môi trường, kích thích quá trình phú dưỡng. Vì lý do này, nhiều hệ thống xử lý cần loại bỏ nitơ tổng trong nước thải. Những hệ thống này sử dụng vi khuẩn để chuyển đổi amonia thành nitơ dạng khí. Ở dạng này nitơ sẽ được thoát vào không khí.

Chuyển đổi từ amonia thành khí nitơ là một quá trình gồm hai bước, Nitrat hóa và khử Nitrat. Những phản ứng này đòi hỏi các môi trường khác nhau và thường được thực hiện trong các khu vực riêng biệt trong hệ thống xử lý nước thải.

Bước đầu tiên: quá trình Nitrat hóa

Quá trình nitrat hóa chuyển đổi amonia thành nitrit (NO2) và sau đó thành nitrat, được gọi là nitrat hóa. Quá trình này được tóm tắt trong các phương trình sau:

Điều quan trọng cần lưu ý là quá trình này đòi hỏi phải có oxy. Điều này liên quan tới BOD trong nước thải. Quá trình này được thực hiện bởi vi khuẩn Nitrat hóa trong môi trường hiếu khí. Oxy hòa tan trong nước thải tối ưu khoảng 4.5mg/L. Tuy nhiên, chủng Nitrat hóa dị dưỡng Bacillus & Pseudomonas chúng có thể Nitrat hóa ở mức DO<1mg/L.

Xem thêm: Vi khuẩn nitrat hóa tự dưỡng và dị dưỡng, ngoài nitrosomonas và nitrobacter còn những chủng nào?

Bước thứ hai: quá trình khử Nitrat

Bước thứ hai của quá trình, chuyển đổi nitrat thành khí nitơ. Quá trình này có thể được tóm tắt như sau:

Quá trình này cũng được thực hiện bởi vi khuẩn. Để quá trình khử nitrat thành khí nitơ xảy ra, mức oxy hòa tan <0.5mg/L. Quá trình khử NO3 phải tiến hành trong bể Anoxic. Vi khuẩn sử dụng CO2, BOD làm nguồn Carbon để tổng hợp tế bào. Điều này lần lượt làm giảm BOD của nước thải. Tuy nhiên, nếu lượng nước thải trong BOD thấp <30mg/L, nguồn thực phẩm carbon sẽ không đủ để phát triển vi khuẩn và khử nitơ sẽ không có hiệu quả.

Rõ ràng, bất kỳ hệ thống nào loại bỏ nitơ phải được thiết kế có khu vực hiếu khí và thiếu khí. Bể Anoxic sẽ được xây trước bể Aerotank và bơm tuần hòa từ Aerotank về Anoxic.

Khử Nitơ trong nước thải sinh hoạt bằng vi sinh Quick Start

Để bổ sung thêm chủng Nitrat hóa dị dưỡng từ men vi sinh Quick Start. Cấy từ 5-10gram/m3 nước thải vào bể hiếu khí. Vi sinh sẽ thích nghi và nhanh chóng hấp thụ Amonia và chuyển hóa chúng thành NO3.

Vi sinh khử Nitơ Quick Start là chất bột màu vàng chứa 10 tỷ vi sinh/gram. Hiệu quả giảm Amoni 50% trong từ 24-48h sau khi bổ sung vi sinh.

Bài liên quan: Nguyên nhân bùn nổi trên bể lắng