Khử nitrat trong nước thải là một quá trình quan trọng để xử lý hoàn toàn amoni, giải phóng khí Nitơ ra bầu khí quyển. Vậy quá trình khử nitrat là gì? Cần lưu ý gì để đẩy mạnh quá trình khử nitrat?
Quá trình khử nitrat trong xử lý nước thải là gì?
Khử nitrat là bước tiếp theo của chu trình nitơ, sau khi quá trình nitrat hóa đã chuyển đổi amoni thành nitrit và nitrat. Quá trình khử nitrat là quá trình chuyển đổi Nitrat (NO3) thành khí nitơ (N2) nhờ vi khuẩn khử Nitrat trong môi trường thiếu khí. Khử nitrat xảy ra khi lượng oxy bị cạn kiệt và nitrat (NO3) trở thành nguồn oxy chính cho vi sinh vật sử dụng. Quá trình được thực hiện trong điều kiện thiếu khí. Nghĩa là nồng độ oxy hòa tan nhỏ hơn 0,5 mg/L, lý tưởng là nhỏ hơn 0,2. Khi vi khuẩn phân tách nitrat (NO3) để lấy oxy (O2), nitrat (NO3) bị khử thành khí nitơ (N2).
Bài chi tiết: Chu trình ni tơ là gì? 5 quá trình trong chu trình nitơ
Vì khí nitơ không hòa tan trong nước nên nó thoát ra ngoài khí quyển dưới dạng bong bóng khí. Lúc này quá trình xử lý Nitơ được xem là hoàn tất vì khí N2 thoát ra ngoài môi trường không gây hại.
Xem thêm: Vi khuẩn nitrat hóa tự dưỡng và dị dưỡng. Ngoài nitrosomonas, nitrobacter còn những chủng nào?
Vì sao phải khử nitrat trong nước thải
Nitrat, do đặc tính hòa tan trong nước cao, có thể là chất gây ô nhiễm nitơ chính trong nước. Nitrat nồng độ cao có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã khuyến cáo nồng độ nitrat trong nước uống phải thấp hơn 10 mg/L.
Các phương pháp phổ biến nhất để xử lý nitrat trong nước thải bao gồm khử nitrat bằng vi sinh vật, trao đổi ion, thẩm tách điện, thẩm thấu ngược, sắt không hóa trị và magiê hóa trị không. Trong các phương pháp này, xử lý sinh học có hiệu quả cao hơn nhiều, chi phí thấp hơn và dễ thực hiện hơn so với các phương pháp hóa lý để khử nitrat khỏi nước thải và nước ao.
Tương tự như vậy, quá trình khử nitrat bằng vi khuẩn là biện pháp được dùng nhiều nhất vì vi khuẩn có thể khử nitrat thành khí nitơ vô hại.
Vi khuẩn tham gia vào quá trình khử nitrat trong nước thải
Các chủng vi khuẩn khử nitrat trong nước thải thường được biết đến là Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, và một số loài Serratia, Pseudomonas, và Achromobacter. Pseudomonas aeruginosa có thể làm giảm tới 50% lượng nitơ cố định trong điều kiện yếm khí. Ngoài ra còn có chủng Bacillus sbutillis. Các chủng này thông dụng trong nước thải vì chúng có thể giảm BOD, COD và khử Nitrat. Vì vậy khi NO3 cao bạn cần bổ sung 1 hoặc 2 chủng trên vào bể Anoxic.
Chủng vi khuẩn này chứa trong sản phẩm AquaCure Tabs (và Pure Aqua) do Proventus sản xuất. Việc bổ sung vi sinh sẽ theo liều lượng từ 5-10gram/m3/lần. Trung bình bổ sung vi sinh khoảng 2-3 lần thì sẽ thấy hiệu quả rõ rệt. Bùn kết bông và lắng tốt, nước đầu ra trong. Sau nên duy trì bổ sung vi sinh 1 tháng/lần.
Chúng tôi đã thực nghiệm xử lý dòng kênh đen ở Châu Đốc – An Giang, và kết quả thu được.
4 lưu ý để quá trình khử nitrat trong nước thải diễn ra hiệu quả
2.1 Đảm bảo lượng oxy hòa tan <0.5mg/L
Vi khuẩn khử nitrat sẽ dùng oxy hòa tan hoặc nitrat (NO3). Nếu có oxy hòa tan và NO3, vi khuẩn sẽ sử dụng oxy hòa tan trước và sẽ không khử NO3. Do đó cần đảm bảo oxy hòa tan ít hoặc không có (<0.5mg/L). Quá trình khử nitrat chỉ xảy ra trong điều kiện thiếu khí (thiếu oxy).
2.2. Độ pH thích hợp cho quá trình khử nitrat
Sẽ có trường hợp bể Anoxic bị giảm pH, do đó để duy trì pH nên bổ sung thêm NaOH hoặc Soda để giữ mức pH ổn định khoảng 7.2
2.3. Bổ sung thêm mật đường hoặc nguồn Carbon
NO3 cao nghĩa là bạn cần phải bổ sung thêm Carbon để cân bằng dinh dưỡng cho vi sinh theo tỉ lệ C:N:P 100:5:1. Quá trình khử NO3 phụ thuộc vào vi sinh vì vậy phải tạo điều kiện cho nó phát triển. Thông thường 100m3/ngày thì bổ sung khoảng 2-5kg mật rỉ đường.
2.4. Tuần hoàn nước từ bể hiếu khí Aerotank
Tuần hoàn nước liên tục từ bể hiếu khí Aerotank về bể Anoxic. Nếu NO3 cao trên 50mg/L, nên tuần hoàn khoảng 150% lưu lượng để quá trình khử NO3 được hoàn thiện. Nếu không bể lắng sẽ có hiện tượng nổi bùn trên bề mặt và làm mất bùn vi sinh.
Xem thêm:
