Các phương pháp xử lý Amoni trong nước thải mới nhất 2024

Tổng quan về Amoni trong nước thải

Amoni là gì?

Amoni là một hợp chất hóa học có công thức NH3, gồm một nguyên tử Nitơ và ba nguyên tử Hydro. Nó là một khí không màu, không mùi và độc hại khi hít thở vào phổi với nồng độ cao.

Nguồn gốc amoni trong nước thải

• Amoni trong nước thải có nguồn gốc chính từ quá trình phân hủy chất hữu cơ và chất đạm trong nước thải
• Các nguồn khác bao gồm nước thải từ các nhà máy sản xuất, các nhà máy chế biến thực phẩm, nước thải sinh hoạt và nước thải từ các chuồng trại gia súc
• Amoni cũng có thể xuất hiện trong nước mưa và nước ngầm do quá trình đất và đá phân hủy

Phương pháp xử lý amoni trong nước thải

Xử lý amoni trong nước thải đang là vấn đề quan tâm nhất hiện nay. Dù nước thải giàu amoni không quá độc với con người cùng động vật, nhưng nếu tồn tại ở hàm lượng vượt chỉ tiêu cho phép thì sẽ chuyển hóa thành những chất gây ung thư cao.

Phương pháp oxy hóa sinh học

Phương pháp này sử dụng vi sinh vật để oxy hóa amoni thành nitrat. Vi sinh vật được nuôi cấy trong các bể xử lý nước thải và được cung cấp oxy để phân hủy các chất hữu cơ và oxy hóa amoni.

• Tripping điều khiển pH: Chính là nâng độ pH lên đến 11 để chuyển hóa NH₄ thành NH₃. Tuy nhiên, hiệu quả khó đạt đến 80%
• Tripping điều khiển nhiệt độ: Cấp nhiệt cho nước thải, hiệu quả xử lý đạt đến 98%. Tuy nhiên, phương pháp này lại tiêu tốn mức chi phí đầu tư lớn
• Trao đổi ion: Các ion amoni hoán đổi với các cation trong zeolit (các phân tử phải được tái sinh thường xuyên)

Biện pháp hóa học

• Oxi hóa amoni: Phương pháp này sẽ dùng ozon làm chất oxi hóa mạnh để khử màu, giảm thiểu ô nhiễm như loại bỏ những chất hữu cơ dễ bay hơi, có mùi
• Kết tủa amoni bằng MAP (Magie Amoni Photphat)

Phương pháp điện hóa

• Một số thực hiện theo cách: Pha vào 20% nước biển. Sau đó, đưa vào bể điện phân cùng anot than chì và catot inox
• Dưới tác dụng của điện sẽ tạo thành magie hidroxit, phản ứng cùng amoni và photpho trong nước thải để tạo thành Cl₂ (chất oxi hóa mạnh, loại bỏ amoni, chất hữu cơ và vi khuẩn)
• Hiệu suất đạt từ 80 – 85% với hiệu thế khoảng 7V và tiêu tốn 200A/h cho 1m³ nước
• Chất kết tủa cuối phương pháp có thể dùng làm phân bón

Phương pháp sinh học

Quá trình nitrat và denitrat

Quá trình này được chia làm 2 bước và liên quan đến 2 loại vi khuẩn (Nitrosomonas và vi Nitơ Bacteria):

• NH_4- + 1,5 O₂ –> NO_2- + 2H⁺ + H₂O
• NO_2- + 0,5 O₂ –> NO_3-

Quá trình anammox (môi trường yếm khí)

• Đây là quá trình oxi trong điều kiện yếm khí, chuyển hóa thành nitơ bởi các vi sinh vật anammox
• Amoni cùng nito sẽ được chuyển hóa thành N₂ trong điều kiện yếm khí, cung cấp hơi đốt

Phương trình phản ứng như sau:

NH₃ + 1,32 NO₂- + H⁺ –> 1,02N₂ + 0,26 NO_3- + 2H₂O

Trong quá trình anammox, một phần nito amoni sẽ được loại bỏ và một phần sẽ được sử dụng để sản sinh nitrit.

NH⁴⁺ + 1,5O₂ + 2HCO_3- –> NO_2- + 2 CO₂ + 3H₂O

Trong thực tế, để quá trình này thành công, bắt buộc phải thực hiện quá trình aerobic để oxy hóa toàn bộ amoni thành nitrit.

Kết luận

Để lựa chọn được biện pháp hợp lý, ta cần xem xét dựa trên 2 yếu tố: hiệu quả xử lý và giá thành. Quan trọng nhất quyết định cách xử lý, chính là nồng độ amoni trong nước thải.

• Nếu nồng độ không cao (< 100 mg/l) thì phương pháp vi sinh là hợp lý nhất
• Nếu nồng độ từ 100 – 5.000 mg/l thì có thể dùng phương pháp vi sinh hoặc sục khí bay hơi
• Nếu nồng độ cao (> 5.000 mg/l) nên sử dụng phương pháp hóa lý để phù hợp cả về kỹ thuật lẫn kinh tế

Cuối cùng, phương pháp xử lý amoni trong nước thải tối ưu và đơn giản nhất là áp dụng sinh học. Không chỉ an toàn, hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí.

Để xử lý tốt nước thải, ngoài chi phí đầu tư ban đầu thì yếu tố kỹ thuật cũng góp phần không nhỏ vào quá trình thành công của hệ thống. Nếu có bất kỳ thắc mắc gì cần hỗ trợ và tư vấn, hãy liên hệ ngay cho chúng tôi để được tư vấn miễn phí!