Xử lý Amoni trong nước thải hiệu quả và tiết kiệm chi phí

Xử lý Amoni trong nước thải đã và đang là hoạt động được nhiều nhà máy xí nghiệp quan tâm. Chất này là trạng thái hóa trị của nguyên tố nito. Một trong những tiêu chí quan trọng để xác định nồng độ ô nhiễm của nước thải. Đối với loại nước thải sinh hoạt thì chúng ta còn phải xử lý cả nitrat. Với nước thải công nghiệp thì chỉ cần xử lý chỉ tiêu về Amoni và tổng N.

Xử lý Amoni trong nước thải là sao?

Về cơ bản thì đây là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải từ các hộ gia đình, trong thương mại hoặc từ các cơ quan. Hoạt động này sẽ bao gồm các quá trình vật lý, hóa học hay sinh học để loại bỏ chất độc hại và sản xuất ra nước thải an toàn. Sản phẩm nước thải sau khi đã xử lý thường là chất bán rắn hoặc bùn. Chất thải sẽ cần phải xử lý kỹ hơn để làm thành phân bón, áp dụng cho đất.

Amoni là một trạng thái hóa trị của Nitơ có công thức hóa học là NH3. Chúng là chất khí nhẹ hơn không khí, tan trong nước và thường có mùi khai nhẹ. Amoni có thể tồn tại dưới hai dạng là NH3 hoặc NH4+. Trong nước uống thì tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do, chloramine, monochloramine và trichloramine.

Xử lý Amoni trong nước thải với các phân loại khác nhau

Nước thải có thể được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau. Nó có thể bắt nguồn từ các khu dân cư, các tổ chức doanh nghiệp, khu thương mại, và các nhà máy xí nghiệp. Nước thải cũng bao gồm cả dòng thải từ ống cống nhà vệ sinh, bồn rửa chén và các hệ thống cống rãnh ngoài trời.

Mỗi lĩnh vực khác nhau thì dòng thải sẽ có tính chất hóa học vật lý khác nhau. Việc xử lý rác thải sinh hoạt thành nước xám hoặc nước đen đang ngày càng phổ biến ở các nước phát triển. Nước xám có thể được sử dụng để tưới cây hoặc xả nhà vệ sinh. Nước mưa chảy tràn có thể là bắt nguồn từ loại nước xám. Nước mưa sẽ được xử lý thông qua một hệ thống được gọi là hệ thống thoát nước kết hợp.

Xử lý Amoni trong nước thải và khái quát về quy trình

Việc thu gom và xử lý nước thải phải tuân theo các quy định và tiêu chuẩn của địa phương. Riêng với nguồn nước thải công nghiệp, sẽ phải đáp ứng theo quy trình xử lý đặc biệt. Nhưng đa số các quy trình thường sẽ được chia làm 3 giai đoạn: sơ cấp, thứ cấp và hoàn thiện.

Phương pháp xử lý dòng thải sơ bộ

Bước loại bỏ cát, sạn, sỏi và kính vỡ bằng cách làm lắng. Có 3 dạng bể lắng là Bể lắng ngang, bể lắng có sục khí và bể lắng xoáy nước.

Bước điều hòa dòng chảy bằng cách lắng và cơ khí hóa để dòng chảy được ổn định sử dụng bể điều hòa. Bể này là nơi để nước thải duy trì dòng chảy trong quá trình di chuyển đến nhà máy để pha loãng và phân chia nhóm chất độc hại.

Bước loại bỏ chất béo và dầu mỡ. Ở bước này, người ta sử dụng máy thổi khí đặt dưới đáy thùng để phá bỏ váng chất béo nổi lên trên bề mặt. Trước đó, nước thải sẽ được chuyển vào một bồn chứa nhỏ và bắt đầu phân tách và thu gom chất béo trên bề mặt.

Phương pháp dòng thải thứ cấp

Các chất hòa tan và vật chất sinh học sẽ được loại bỏ trong giai đoạn này. Thông thường, người địa phương sẽ đảm nhận thực hiện giai đoạn này. Họ sẽ thực hiện quá trình tách để loại bỏ các vi sinh vật sống trong nước đã xử lý trước khi xả thải hoặc xử lý hoàn thiện.

Xử lý Amoni trong nước thải làm thế nào để nhận biết?

Chất Amoni thường sẽ không tồn tại lâu trong nước thải mà sẽ chuyển thành Nitrit. Chúng ta có thể dùng nước luộc thịt, và đánh giá tình trạng của thịt để nhận biết nồng độ của Ammonia. Nitrit trong nước sẽ ức chế enzyme trong thịt và không cho thịt chuyển màu. Vì vậy, khi đun sôi thịt trong nước sinh hoạt nhiễm Amoni thì sẽ thấy thịt chín nhưng vẫn có màu đỏ. Thêm nữa, nếu nhận thấy có mùi khai thì nước đã bị nhiễm amoni từ 20mg/l trở lên rồi đấy.

Các quá trình chuyển hóa trong môi trường công nghiệp, nông nghiệp và khử trùng nước bằng cloramin sẽ gây ra Amoni. Ngoài ra chất này có ở trong nước sẽ là chất ô nhiễm do nước cống, chất thải động vật và khả năng nhiễm khuẩn.

Xử lý Amoni trong nước thải không xử lý thì sao?

• Đây là chất có thể gây cản trở trong công nghệ xử lý nước cấp. Ví dụ như làm giảm tác dụng của chất Clo, khiến việc khử trùng nước mất tác dụng. Chất khi khi kết hợp với các vi lượng trong nước. Như hợp chất hữu cơ, photpho, sắt và mangan sẽ là điều kiện cho vi khuẩn phát triển. Chất lượng nước sau khi xử lý sẽ bị giảm như bị đục, bị đóng cặn trong hệ thống dẫn và chứa nước.
• Nước xuống cấp, giảm chất lượng sẽ ảnh hưởng đến yếu tố cảm quan. Vì NH4+ là nguồn dinh dưỡng cho rêu tảo sinh sôi nảy nở. Khi vi sinh vật phát triển thì đường ống sẽ bị ăn mòn gây hiện tượng rò rỉ và nhìn không gọn gàng và đẹp mắt.
• Khi nước có nồng độ Amoni cao thì rất dễ tạo thành Nitrat (NO2-) VÀ Nitrit (NO3-). Khi ngấm vào cơ thể động vật thì hai chất này có thể biến thành N-nitroso – là một chất tiền ung thư. Nước nhiễm Amoni sẽ nghiêm trọng hơn nhiễm Asen vì chúng sẽ chuyển hóa thành các chất độc hại khó xử lý hơn.
• Khi sử dụng nước nhiễm khuẩn trong việc nấu ăn sẽ khiến cơ thể hấp thụ chất nitrit. Chất này sẽ làm giảm lượng Oxy của hồng cầu và khiến cho các hemoglobin mất khả năng lấy oxy. Dẫn đến hiện tượng thiếu máu và da xanh xao.
• Và đương nhiên, nitric đặc biệt gây nguy hiểm cho các bé sơ sinh dưới 6 tháng tuổi. Nó sẽ làm cho bé chậm phát triển xanh xao, ốm yếu, thiếu máu, khó thở vì không có oxi trong máu, thậm chí còn gây ra bệnh về đường hô hấp.

Quy định về nồng độ Ammonia

Theo chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia số 01: 2009/Bộ y tế vào ngày 17/06/2009 đối với nước thì quy định nồng độ Amoni không được vượt quá 3mg/l

Còn theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia số 02: 2009/Bộ Y Tế vào ngày 17/06/2009, đối với nước sinh hoạt thì quy định cả mức I và ức II nồng độ cũng không được vượt quá 3mg/L.

Xử lý Amoni trong nước thải có những biện pháp nào?

Chất này vốn được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp hóa chất như sản xuất phân bón, chất nổ và chất dẻo. Dẫn đến một lượng lớn nước thải hàm lượng Amoni cao sẽ bị thải ra ngoài môi trường nước. Các xí nghiệp cần phải xây dựng một hệ thống xử lý nước thải để loại bỏ chất ô nhiễm trước khi xả ra ngoài môi trường. Một số phương pháp xử lý phổ biến hiện nay là.

Xử lý Amoni trong nước thải Nitrat hóa trong môi trường hiếu khí

Sẽ có hai bước để liên quan tới hai loại vi khuẩn trong quá trình Nitrat hóa từ amoni. Vi khuẩn Nitrobacter và vi khuẩn Nitrosomonas.

Đầu tiên kết hợp: (NH4-) + 1,5 O2 -> (NO2-) + (2H+) + H2O
Tiếp theo: NO-2 + 0,5 O2 -> NO3-

Xử lý Amoni trong nước thải bằng quá trình Anammox trong môi trường yếm khí

Đây là quá trình oxy hóa Amoni trong điều kiện yếm khí để chúng trở thành Nitơ bằng các vi khuẩn Anammox. Khi Anammox amoni và nitrit chuyển đổi dưới điều kiện yếm khí sẽ cung cấp hơi đốt. Lượng nhỏ Nitrat sẽ phản ứng theo phương trình như sau:

NH3 + 1,32 (NO2-) + (H+) –> 1,02N2 + 0,26 NO3- + 2H2O

Xử lý Amoni trong nước thải bằng cách Clo hóa cho đến khi đột biến 

Lượng Clo khi cho vào nước thải sẽ có tỷ lệ với Amoni là 8:1 và thường được cho dư để các phản ứng có thể xảy ra hoàn toàn. Khi chất phản ứng gần hết thì phần dư đó sẽ phản ứng với các chất hữu cơ có trong nước để hình thành chất cơ clo có mùi đặc trưng.

Trong đó có khoảng 15% là hợp chất các nhóm THM và HAA – Axit Axetic halogen hóa thì đều có khả năng gây ung thư. Trao đổi các Ion để xử lý Ammonia. Các Ion sẽ được hoán đổi với cation trong zeolit. Các zeolit này sẽ thường xuyên tái sinh hơn.

Xử lý Amoni trong nước thải bằng cách Stripping để điều khiển độ pha

Nâng pH nước thải lên đến 11 để có thể chuyển từ NH4 sang NH3. Đồng thời sử dụng quạt gió với tỷ lệ không khí là nước = 3000:1, 3 mét khối khí cho 1 lít nước thải. Với cách này thì hiệu quả khó đạt trên 80%.

Xử lý Amoni trong nước thải bằng cách Stripping để điều khiển nhiệt độ

Việc cung cấp nhiệt vào nước thải là một giải pháp để xử lý hiệu quả. Phương pháp này sẽ đạt đến 98%, nhưng chi phí thực hiện lại khá tốn kém.

Xử lý Amoni trong nước thải bằng phương pháp điện hóa

Cách này sẽ cho nước thải vào bể điện phân với hiệu suất từ 80 đến 85%. Hiệu điện thế sử dụng từ 7 V Và tiêu tốn điện năng ở mức 200Ah cho 1 mét khối nước thải.

Xử lý Amoni trong nước thải bằng cách tách Amoni sử dụng màng thẩm thấu ngược RO

RO là một trong những phương pháp tốt nhất để cho nước đi qua màng. Tất cả các chất hòa tan và chất rắn lơ lửng cùng với Amoni hòa tan sẽ bị giữ lại. Kích thước các lỗ trong màng lọc này thường nhỏ hơn 0,0005 micromet.

Đến đây thì chắc hẳn các bạn đã có thêm nhiều thông tin thú vị về việc xử lý Amoni trong nước thải. Khi nhận thấy các dấu hiệu nguy hiểm trong quá trình sử dụng nước sinh hoạt. Thì các bạn hãy liên hệ với các đơn vị chuyên nghiệp để xử lý kịp thời nhé.