Khử Nito nước thải bằng công nghệ sinh học

Việc loại bỏ nito ra khỏi nước thải thường thông qua các hệ thống hóa lý hoặc sinh học. Đặc biệt, các quy trình sinh học được ứng dụng rộng rãi để loại bỏ nito khi xử lý nước thải chăn nuôi heo, chế biến thực phẩm, thuộc da, dệt nhuộm hay thủy sản. Bài viết hôm nay sẽ điểm qua một số công nghệ có khả năng khử nito với hiệu suất tối ưu nhất.

Chu trình khử nito bằng Deammonification

Đây là quá trình xử lý sinh học được sử dụng để chuyển đổi amoniac thành khí nito, bao gồm nitrat hóa và oxy hóa amoniac kỵ khí. Ở nitrat hóa, oxy hóa hiếu khí amoniac thành nitrit được thực hiện bởi vi khuẩn tự dưỡng. Nitrat hóa sinh học hiếu khí do vi khuẩn Nitrosomonas oxy hóa NH4- thành NO2- và vi khuẩn Nitrobactor oxy hóa NO2- thành NO3-.

Trong điều kiện không có oxy, vi khuẩn dị dưỡng cũng oxy hóa chất hữu cơ bằng NO2- làm chất nhận điện tử để khử nito. Các phản ứng khử NO2- và NO3- được gọi là khử nitrat.

Cơ chế bộ lọc sinh học khử nito

Bộ lọc sinh học vừa kết hợp loại bỏ chất rắn vừa có khả năng khử nito. Người ta dần dần phát triển nhiều bộ lọc khác nhau như bộ lọc rửa ngược dòng chảy xuống và bộ lọc rửa ngược dòng chảy lên. Một loạt cấu hình khác như bộ lọc sinh học BAF, bộ lọc tầng di chuyển rửa ngược liên tục và bộ lọc không rửa ngược.

Đối với BAF chứa vật liệu nôi như polystyrene, polypropylene hoặc polyethylene. Đối với bộ lọc tàng chuyển động ngược dòng nước thải chứa vật liệu nặng hơn nước thải. Bộ lọc sục khí chìm thường không yêu cầu rửa ngược trong môi trường chìm, tĩnh nên nó thường áp dụng trong điều kiện thiếu khí để khử nito. Chất rắn đưa qua bể phản ứng và loại bỏ bằng quy trình tách chất rắn chuyên dụng, riêng biệt.

Những hệ thống trên làm giảm nitrat – nito trong nước thải đầu ra bằng cách chuyển nó thành khí nito. Quá trình chuyển đổi sinh học được thực hiện bằng bộ lọc tăng trưởng, dòng chảy xuống, tầng sâu hoặc bộ lọc đơn, oxy được loại bỏ để tạo ra môi trường thiếu khí để khử nito. Đồng thời chất dạng hạt cũng như photpho không hòa tan cũng được loại bỏ.

Hệ thống còn bổ sung thêm cacbon để làm thức ăn cho VSV cần thiết chuyển hóa nito. Ưu điểm của nó là thể tích nhỏ, bùn ít mùi hôi và hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải đầu ra thấp.

Khử nito bằng công nghệ MBBR

Công nghệ MBBR chủ yếu quá trình sử dụng bể chứa môi trường chất mang sinh học thúc đẩy dự phát triển của VSV. MBBR được sử dụng để loại bỏ BOD, COD, nitrat hóa và khử nito trong xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. So với BAF thì MBBR không cần bộ lọc hoặc yêu cầu rửa ngược. Thay vào đó, việc phân tách ở hạ lưu của hệ thống như lắng, tuyển nổi, lọc, bể lắng với tốc độ cao loại bỏ chất rắn.

Khử nito bằng bể phản ứng sinh học MBR

Hiện nay, MBR chủ yếu dùng để xử lý nước thải thủy sản dựa trên các màng cung cấp chất nền dạng khí cho màng sinh học. MBR khác với màng sinh học thông thường do sự khuếch tán ngược của chất nền vì thế nó thường ứng dụng để loại bỏ cacbon và nito. Những lợi ích chính gồm sử dụng năng lượng thấp, không gây ô nhiễm nhưng nó cũng có những hạn chế như yêu cầu quản lý màng, vận hành cơ chế hoạt động của màng hiệu quả về chi phí.

Quy trình anammox trong bể phản ứng dạng hạt

Vi khuẩn anammox phát triển dạng hạt dễ lắng nhờ trọng lực bằng cách sử dụng bộ lọc tốc độ cao. Người ta tối ưu quá trình bằng cách kiểm soát pH, DO và tận dụng tận gốc mức độ phát triển của vi khuẩn oxy hóa amoniac ở nhiệt độ cao cũng như ngăn chặn sự cạnh tranh của vi khuẩn đối với nitrit. Ưu điểm của hệ thốn gồm hai phản ứng chính (nitrat hóa và khử độc tố) xảy ra trong cùng một bể phản ứng riêng biệt. Quá trình anammox giúp giảm amoniac đến 95% với tổng lượng nito giảm hơn 80%.

Hệ thống với các bể phản ứng đơn lẻ khá nhỏ gọn do nồng độ hạt cao. Sự phát triển của bùn dạng hạt giúp quá trình chống lại nitrit cao. Với những lý do này giúp việc vận hành hệ thống trở nên dễ dàng hơn và anammox cũng được sử dụng phổ biến hơn.

Công ty xử lý nước thải Hợp Nhất chuyên tư vấn nhiều giải pháp môi trường cho nhiều cơ sở sản xuất, doanh nghiệp, bệnh viện, phòng khám,… Chúng tôi sẽ đưa ra những tiêu chí quan trọng liên quan đến cách tối ưu hệ thống, cần sử dụng công nghệ nào và nên lựa chọn giải pháp thiết kế - thi công – lắp đặt tiết kiệm chi phí nhất. Hãy liên hệ ngay Hotline 0938.857.768 để được tư vấn miễn phí.