CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI ĐẠT HIỆU QUẢ

Hàm lượng Amoni (NH₄⁺) cao trong nước thải chính là vấn đề nan giải với nhiều nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư, đô thị, cao ốc… Hiện nay, đặc biệt là khi các tiêu chí kiểm định chất lượng nước thải đầu ra quy định ngày càng nghiêm ngặt.

NỘI DUNG

Việc xử lý Amoni trong nước thải đang là vấn đề được các doanh nghiệp quan tâm hiện nay. Bởi Amoni là chất thải có khả năng gây nhiễm khuẩn cao, gây ra nhiều tình trạng nguy hại khác cho môi trường tiếp nhận.

Trong bài viết này, hãy cùng Hoà Bình Xanh tìm hiểu rõ hơn về tổng quan Amoni trong nước thải và các phương pháp xử lý Amoni đạt hiệu quả cao.

Tổng quan về Amoni trong nước thải

Định nghĩa

– Amoni trong nước là một chất ô nhiễm do chất thải động vật, nước cống và khả năng nhiễm khuẩn. Bản chất của Amoni không độc hại nhưng nếu hàm lượng có trong nước thải khi thải ra môi trường vượt ngưỡng cho phép thì sẽ ngấm vào nguồn nước gây nên nhiều vấn đề ô nhiễm.

– Trên thực tế, Amoni là chất thải không màu, có mùi khai nhẹ, tan trong nước, hoạt động dưới dạng NH₃^– và NH₄⁺. Trong quá trình tác động, NH₄⁺ và NH₃^– chuyển hóa thành NO₂^– và NO₃^– tạo nên chất Nitrosamin một thành phần chất độc mạnh gây ung thư cho con người.

– Amoni là trạng thái hóa trị của nito, là một tiêu chí để xác định nồng độ ô nhiễm trong nước thải. Trong nước thải sinh hoạt tiêu chí Amoni và nitrat cũng được xử lý. Xét về nước thải công nghiệp thì ta cần phải xử lý cả chỉ tiêu Amoni và tổng Nito.

Chuyển hóa về dạng amoni

– Trong nước thải, N tồn tại ở các dạng Nitơ hữu cơ, Nitơ amoniac (N-NH₃), Nitơ Nitrit (N-NO₂^–), Nitơ nitrat (N-NO₃^–), N tổng số và N tự do.

– Hầu hết nito trong nước thải chiếm phần lớn là nito vô cơ, đặc biệt là amoni, chiếm đến 90 – 97% tổng nito. Amoni tồn tại ở hai dạng là ion NH₄⁺ và dạng khí NH₃.

– Amoni (NH₄⁺): Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và nước thải các nhà máy hóa chất, chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10-100mg/l. Hai nhóm vi khuẩn chịu trách nhiệm cho việc chuyển hóa amonia thành nitrat là: vi khuẩn nitrobacter và nitrosomonas.

Vì sao cần xử lý amoni trong nước thải?

– Với những tình trạng nêu trên, việc xử lý amoni ra khỏi nguồn nước thải là điều bắt buộc tiến hành khẩn trương ngay lúc này để đảm bảo amoni không gây hại cho con người cũng như môi trường tiếp nhận.

– Bình thường Amoni không quá độc với con người và động vật. Tuy nhiên, nó sẽ nguy hiểm khi ở nồng độ đậm đặc, vượt quá chỉ tiêu cho phép, nó chuyển hóa thành các chất độc hại, gây ung thư và nhiều bệnh khác cho con người, động vật. Đồng thời hàm lượng amoni cao trong nước ảnh hưởng đến môi trường sống của các sinh vật dưới nước.

Ảnh hưởng của amoni đến sức khỏe con người

– Với nồng độ trong nước cao, amoni rất dễ chuyển hóa để tạo thành các gốc nitri NO₂^– và nitrate NO₃^–. Qua quá trình ăn uống, các chất này sẽ hấp thu vào trong cơ thể và gây ra một số bệnh nguy hiểm.

– Khi nitrit đi vào máu, chất này sẽ cạnh tranh với oxy trong hồng cầu, làm hemoglobin giảm khả năng vận chuyển oxy, dẫn đến tình trạng thiếu máu, da xanh xao.

– Đặc biệt đối với trẻ em < 6 tháng tuổi, nitrit sẽ làm gây bệnh đường hô hấp, làm trẻ chậm phát triển, gầy yếu, thiếu máu, khó thở. Đối với người lớn, nitrit kết hợp với các axit amin trong thực phẩm tạo ra nitrosamine, đây là 1 nguyên nhân dẫn đến ung thư.

Ảnh hưởng của amoni đến môi trường

– Amoni cùng với các chất trong nước như hợp chất hữu cơ, photpho, sắt,… là nguồn dinh dưỡng cho rêu tảo phát triển mạnh mẽ. Khi chúng chết tạo ra lượng lớn amoni đầu độc các hệ sinh thái có trong nước.

– Amoni gây cản trở quá trình khử trùng nước của Clo khiến Clo hoạt động không hiệu quả, giảm hiệu quả khử trùng nguồn nước, vi khuẩn dễ phát triển

– Nước sau quá trình xử lý Amoni không đạt được ngưỡng tiêu chuẩn, xuống cấp, nước bị đục, có mùi hôi, tạo điều kiện cho các vi sinh vật gây bênh, rêu tảo, ăn mòn đường ống các đường dẫn xử lý khác.

Quy định về nồng độ xử lý amoni trong nước thải

– Trong QCVN 02:2009/BYT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước sinh hoạt cũng quy định cả mức I và mức II nồng độ amoni cũng không vượt quá 3 mg/L.

– Trong QCVN 40:2011/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp quy định nồng độ amoni có trong nước thải sau xử lý không được vượt quá 5mg/l.

Một số phương pháp xử lý amoni trong nước thải

Phương pháp nitrat hóa để xử lý amoni trong nước thải

– Phương pháp xử lý amoni bằng quá trình nitrat hóa được diễn ra trong môi trường hiếu khí, dưới tác động của 2 loại vi khuẩn là Nitrosomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. Nitrat hóa là một quá trình tự dưỡng, vi khuẩn sẽ lấy năng lượng từ các hợp chất oxy hóa của nitơ.

– Quá trình Nitrat hóa từ amoni được chia thành 2 giai đoạn:

Bước 1: Vi khuẩn Nitrosomonas sẽ chuyển amoni (NH₃,NH₄⁺) thành Nitrit (NO₂)

2NH₄⁺ + 3O₂ ⇒ 2NO₂^– + 4H⁺ + 2H₂O

Bước 2: Vi khuẩn Nitrobacter sẽ chuyển hóa nitrit NO₂^– thành Nitrat NO₃^–, kết thúc quá trình Nitrat hóa.

2NO₂^– + O₂ ⇒ 2NO₃^–

**Phương pháp nitrat hóa trong xử lý nước thải**

– Các vi khuẩn lấy năng lượng từ các phản ứng trên để duy trì sự sống và tổng hợp sinh khối. Ngoài tham gia vào quá trình oxy hóa, một số ion amoni được đồng vận chuyển vào trong tế bào vi khuẩn.

⇒ Vì xảy ra trong môi trường hiếu khí nên trong suốt quá trình cần đảm bảo cung cấp đầy đủ khí oxy để xảy ra các phản ứng và hỗ trợ sự sống của các vi khuẩn.

Sử dụng màng lọc thẩm thấu ngược RO để xử lý Amoni

– Màng lọc thẩm thấu ngược RO là một công nghệ hiệu quả để xử lý amoni khỏi nước thải. Màng RO có kích thước lỗ cực nhỏ (thường dưới 0,0005 μm), chỉ cho nước đi qua và giữ lại các chất rắn lơ lửng, các chất hòa tan bao gồm cả amoni.

– Quá trình lọc bằng màng RO diễn ra như sau: Nước được đưa vào hệ thống lọc RO dưới áp lực cao, đi qua màng RO, các chất rắn lơ lửng, các chất hòa tan (bao gồm amoni) được giữ lại và thải ra ngoài. Nước tinh khiết sau khi lọc qua màng RO được thu gom và sử dụng.

– Ưu điểm:

Hiệu quả cao, loại bỏ được hơn 99% amoni trong nước.
Không sử dụng hóa chất, an toàn cho sức khỏe con người và môi trường.
Quá trình vận hành đơn giản, dễ bảo trì.

– Nhược điểm:

Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn khi so sánh với các phương pháp khác.
Cần sử dụng nguồn nước có áp lực cao.
Tạo ra một lượng nước thải cần được xử lý.

Phương pháp anammox để xử lý amoni trong nước thải

– Đây là phương pháp sinh học với công nghệ mới được áp dụng phổ biến trong thời gian gần đây giúp xử lý amoni trong nước thải. Phương pháp này sử dụng ít lượng O₂ hơn và do không phải bổ sung thêm cacbon hữu cơ so với quá trình nitrat hóa thông thường nên tiết kiệm chi phí hơn. Phương pháp này diễn ra trong môi trường yếm khí, amoni sẽ được chuyển hóa thành khí N₂. Quá trình oxy hóa amoni có sự tham gia của 2 loại vi khuẩn là Candidatus Brocadia anammoxidans và Candidatus Kuenenia stuttgartiensis.

Phương phápanammox trong xử lý amoni — **Phương pháp anammox trong xử lý amoni**

Đầu tiên sẽ tiến hành bước nitrat hóa bán toàn phần để chuyển một nửa amoni thành nitrit:

NH₄⁺ + 1,5O₂ + 2HCO₃^– → NO₂^– + 2CO₂ + 3H₂O

Sau đó sẽ tiến hành quá trình anammox để oxy hóa hoàn toàn amoni thành N₂:

NH₃ + 1,32NO₂^– + H⁺ → 1,02N₂ + 0,26 NO₃^– + 2H₂O

– Trong đó quá trình khử ammonium trong điều kiện kỵ khí (quá trình Anammox) xảy ra trong điều kiện tự dưỡng mà NO₂ đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình thực hiện sự chuyển hóa chất dinh dưỡng.

– Ưu điểm:

Tiết kiệm chi phí: Sử dụng ít oxy hơn, không cần bổ sung cacbon hữu cơ.
Hiệu quả cao: Chuyển hóa amoni thành khí nitơ (N₂) an toàn cho môi trường, loại bỏ amoni hiệu quả hơn so với phương pháp nitrat hóa.

– Nhược điểm:

Vi khuẩn Anammox khó nuôi cấy, bởi đây là vi khuẩn yếm khí và tự dưỡng hoàn toàn, tốc độ sinh trưởng chậm nên cần thời gian dài để xử lý.

Phương pháp clo hóa để xử lý amoni trong nước thải

– Phương pháp clo hóa được đánh giá cao trong việc xử lý amoni, cần tính toán lượng clo phù hợp với tỷ lệ amoni trong nước thải (8:1), theo dõi và kiểm soát chặt chẽ lượng clo dư trong nước. Đồng thời, nhân viên vận hành cần sử dụng các biện pháp bảo hộ an toàn khi tiếp xúc với clo.

– Ưu điểm:

Hiệu quả cao: Clo là hóa chất duy nhất oxy hóa amoni ngay ở nhiệt độ phòng, tạo khí N₂ dễ bay hơi.
Tốc độ phản ứng nhanh: Clo phản ứng với amoni nhanh hơn so với các chất hữu cơ.
Chi phí thấp: Đây là phương pháp xử lý amoni tiết kiệm chi phí.

– Nhược điểm:

Nguy cơ hình thành hợp chất độc hại: Khi amoni hết, clo dư sẽ phản ứng với các chất hữu cơ tạo ra THM và HAA – những chất có khả năng gây ung thư.
Yêu cầu kỹ thuật cao: Quá trình sử dụng cần được vận hành bởi người có chuyên môn để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Nâng cao pH nước để xử lý amoni trong nước thải

– Phương pháp nâng cao pH nước là một kỹ thuật xử lý amoni trong nước thải đơn giản và hiệu quả dựa trên nguyên tắc chuyển đổi dạng ion amoni (NH₄⁺) thành khí amoniac (NH₃) dễ bay hơi.

– Cơ chế hoạt động khá đơn giản, ở môi trường pH cao (khoảng 10,5 – 11), amoni chủ yếu tồn tại dưới dạng NH₃, nâng độ pH bằng vôi hoặc NaOH thúc đẩy quá trình chuyển đổi NH₄⁺ thành NH₃. Sục khí và tăng nhiệt độ nước đẩy nhanh tốc độ bay hơi của NH₃. Sau khi khử amoni, cần trung hòa lại nước bằng axit.

– Ưu điểm:

Đơn giản và dễ thực hiện, không đòi hỏi kỹ thuật cao.
Hiệu quả cao: Loại bỏ hiệu quả amoni khỏi nước.
Chi phí thấp: Vôi và NaOH là những hóa chất khá dễ tìm và chi phí thấp.

– Nhược điểm:

Lượng bùn thải lớn: Quá trình trung hòa axit tạo ra lượng bùn cần được xử lý.
Tiêu hao năng lượng: Sục khí và tăng nhiệt độ tiêu hao năng lượng.
Nguy cơ ô nhiễm môi trường: Sử dụng hóa chất có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không được kiểm soát.

Phương pháp trao đổi ion để xử lý amoni trong nước thải

– Có thể xử lý amoni trong nước thải bằng cách sử dụng các hạt trao đổi ion cationit. Tại các bể lọc cationit, NH₄⁺ sẽ trao đổi bằng các ion Na⁺. Đồng thời 1 phần nhỏ các ion NH₄⁺ sẽ được hấp phụ vào bên trong cấu trúc của zeolite.

– Để áp dụng được phương pháp này cần đảm bảo pH của môi trường duy trì trong khoảng từ 4,0-8,0. Nếu pH < 4,0, các hạt cationit sẽ giữ lại cả hạt H⁺. Nếu pH > 8,0 ion NH₄⁺ sẽ chuyển hóa NH₃ và hạt cationit không có tác dụng với NH₃. Hạt cationit sau sử dụng được hoàn nguyên bằng axit sunfuric hoặc muối.

– Ưu điểm:

Hiệu quả cao: Loại bỏ hiệu quả amoni khỏi nước thải
Linh hoạt: Có thể áp dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau
Dễ vận hành: Quá trình vận hành đơn giản và dễ dàng kiểm soát
Có thể tái sử dụng: Hạt cationit có thể được tái sinh và sử dụng nhiều lần.

– Nhược điểm:

Chi phí đầu tư ban đầu cao: Hạt cationit và hệ thống trao đổi ion có thể đắt tiền
Cần kiểm soát pH: Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào việc kiểm soát độ pH của môi trường
Tạo ra nước thải tái sinh: Quá trình tái sinh hạt cationit có thể tạo ra nước thải cần được xử lý.

Dịch vụ xử lý Amoni trong nước thải – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh

Bạn đang tìm kiếm một đơn vị chuyên nghiệp để xây dựng hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt là xử lý Amoni trong nước thải? Bạn loay hoay vì chưa tìm thấy một nhà thầu uy tín? Hòa Bình Xanh sẽ cung cấp cho bạn dịch vụ chất lượng và chuyên nghiệp nhất. Chúng tôi cam kết mang đến sự hài lòng và an tâm cho dự án của bạn.

Sự hiểu biết và tận tâm của đội ngũ là yếu tố quan trọng giúp chúng tôi đảm bảo hiệu quả và an toàn cho từng dự án. Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh với đội ngũ thạc sỹ, kỹ sư giàu kinh nghiệm đã đầu tư nghiên cứu, đánh giá kỹ lưỡng các công nghệ xử lý và tìm các phương án xử lý chất lượng tốt nhất, chi phí hợp lý và thời gian nhanh nhất.

Quý doanh nghiệp có nhu cầu hợp tác công ty để xử lý nước thải hoặc quan tâm đến các hạng mục khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0943.466.579 hoặc liên hệ qua website: hoabinhxanh.vn để nhận được sự hỗ trợ nhanh nhất và tận tình nhất.

logo cty