Nitơ và vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt

Giải quyết và kiểm soát vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt là rất quan trọng vì hàm lượng Nitơ trong nước thải cao sẽ làm rêu, tảo phát triển mạnh, gây ra tình trạng phú dưỡng hóa, sản sinh ra nhiều chất độc hại như NH4, H2S, CO2, CH4…làm ô nhiễm môi trường.

Vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt

Nitơ và các dạng tồn tại của Nitơ

Nitơ là một nguyên tố có mặt trong tất cả các cơ thể sống, chủ yếu tồn tại ở dạng các Amino Axit (và Protein). Bên cạnh đó, Nitơ cũng có trong các Axit Nucleic (DNA và RNA).

Phần tử NitơHình 1. Phân tử Nitơ.

Hầu hết các sinh vật và bã thải trong quá trình sống của chúng đều có chứa hàm lượng Nitơ nhất định, bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy trở thành các hợp chất vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- … Do đó, trong môi trường nước tự nhiên hay nước thải luôn tồn tại các hợp chất chứa Nitơ, từ các Protein có cấu trúc phức tạp đến các Axit Amin đơn giản bao gồm (không bao gồm khí Nitơ):

  • Nitơ hữu cơ.
  • Các hợp chất oxy dạng oxy hóa gồm Nitrit và Nitrat.
  • Ammonia.

Mỗi dạng Nitơ được phân thành một thành phần riêng biệt. Tổng Nitơ trong nước thải sẽ là tổng của 3 dạng Nitơ kể trên gồm: Nitrat Nitơ NO3 – N, Nitrit Nitơ NO2 – N, Amoniac nitơ NH3 – N và các hữu cơ ngoại quan Nitơ.

Các dạng tồn tại của NitơHình 2. Các dạng tồn tại của Nitơ.

Vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt thường phát sinh từ các nguồn: Nước vệ sinh tắm, giặt, nước rửa rau, thịt, cá, nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng… Những loại nước thải từ các nguồn này đa số đều chứa các hợp chất có liên quan đến Nitơ, chủ yếu tồn tại ở các dạng: Amoniac, Protein, Peptid, Axit Amin, Amin…

Hàng ngày, mỗi người tiêu thụ khoảng 5 – 16 gram Nitơ dưới dạng Protein và thải ra khoảng 30% trong số đó. Hàm lượng Nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân khoảng 8 lần. Các hợp chất chứa Nitơ, đặc biệt là Protein, và Urin trong nước tiểu bị thuỷ phân rất nhanh tạo thành Amoni/Amoniac.

Nước thải chứa nhiều hợp chất liên quan Nitơ

Hình 3. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều hợp chất liên quan đến Nitơ.

Quá trình phân hủy yếm khí xảy ra tại bể phốt làm giảm đáng kể lượng chất hữu cơ dạng Carbon, nhưng hàm lượng Nitơ lại giảm không đáng kể.

Trong nước thải sinh hoạt, Nitrat và Nitrit có hàm lượng rất thấp do lượng Oxy hoà tan và mật độ vi sinh tự dưỡng (tập đoàn vi sinh có khả năng Oxy hoá Amoni) thấp. Thành phần Amoni chiếm 60 – 80% hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt.

Vì sao nước thải vượt Nitơ lại nguy hại?

Thành phần Nitơ có trong thức ăn sẽ được cơ thể hấp thu một phần, và một phần sẽ được đào thải ra bên ngoài dưới dạng phân, nước tiểu và mồ hôi.

Hàm lượng Nitơ trong nước thải cao sẽ làm các loại thực vật phù du như rêu, tảo phát triển mạnh, gây ra tình trạng phú dưỡng hóa, sản sinh ra nhiều chất độc hại như NH4, H2S, CO2, CH4…gây hại đến thủy sinh vật dưới nước, mất cân bằng sinh thái, tăng mức độ ô nhiễm không khí, từ đó dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

Hiện tượng phú dưỡng ảnh hưởng thủy sinh

Hình 4. Hiện tượng phú dưỡng ảnh hưởng nghiêm trọng đến thủy sinh.

Ngoài ra, các hợp chất Nitơ như Nitroamin có khả năng gây ung thư cho con người.

Nitơ có mặt trong nước thải sẽ gây cản trở cho các quá trình xử lý, đặc biệt là xử lý sinh học. Mặt khác, Nitơ có thể kết hợp với một số hóa chất, tạo ra sản phẩm phụ gây hại cho người vận hành.

Làm thế nào để xử lý và kiểm soát vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt?

Giải quyết và kiểm soát vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt là rất quan trọng đối với cả doanh nghiệp và nhà nước. Để kiểm soát chất lượng nước thải sau xử lý, nhà nước ta đã ban hành Quy chuẩn QCVN 14-MT: 2015/BTNMT về chất lượng nước thải sinh hoạt:

Thông số Đơn vị Cột A Cột B
Tổng Nitơ mg/l 20 40
Amoni mg/l 5 10

Hiện nay, việc xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học đang được nhiều doanh nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, tòa nhà ưu tiên lựa chọn. Quá trình xử lý này dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật.

Cụ thể vi sinh vật sẽ sử dụng các hợp chất hữu cơ và chất khoáng trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng tạo ra năng lượng, trong đó bao gồm các chất hữu cơ độc hại COD, BOD… với nồng độ cao. Sau đó chuyển hóa các hợp chất Nitơ độc hại thành khí N2, trả lại môi trường không khí, làm giảm nồng độ Nitơ trong nước thải, giúp đảm bảo tiêu chí hàm lượng Nitơ trong nước thải đầu ra.

Để xử lý Nitơ, Amoniac trong nước thải hiệu quả, cần kết hợp quá trình Nitrat hóa và khử nitrat, cụ thể là:

  • Quá trình Nitrat hóa: Quá trình Nitrat hóa chuyển đổi Amoniac (NH3, NH4) thành Nitrit (NO2) nhờ vi khuẩn Nitrosomonas. Sau đó vi khuẩn Nitrobacter sẽ chuyển hóa NO2 thành NO3.
  • Quá trình khử Nitrat: Tiến hành quá trình khử Nitrat bằng cách chuyển hóa NO3 thành khí Nitơ ở dạng khí tự do, giảm nồng độ Nitơ trong nước thải. Quá trình này được tham gia bởi các chủng vi sinh vật gồm Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Serratia, PseudomonasAchromobacter có khả năng khử Nitơ trong điều kiện thiếu khí.

Bộ đôi vi sinh Microbe Lift

Hình 5. Bộ đôi vi sinh Microbe-Lift chuyên xử lý vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt.

Microbe-Lift IND và Microbe-Lift N1 là bộ đôi sản phẩm giúp xử lý Nitơ và Ammonia nước thải hiệu quả cho nhiều doanh nghiệp, nhà máy, xí nghiệp đến các khu dân cư, đô thị…đang rất được thị trường ưa chuộng với nhiều ưu điểm nổi trội như sau:

  • Vi sinh vật có khả năng thích nghi tốt nhiều môi trường.
  • Hạn sử dụng đến 2 năm, vượt lên hầu hết các sản phẩm ứng dụng tương tự.
  • Không yêu cầu nuôi cấy phức tạp.
  • Dễ dàng sử dụng.
  • Thời gian sử dụng lâu dài.
  • Dễ bảo quản – không yêu cầu bảo quản trong phòng lạnh.
  • Không đòi hỏi các dụng cụ phức tạp để vận hành và sử dụng.
  • Xử lý được các loại nước thải phức tạp, tải lượng cao.

Chính những ưu điểm này giúp vi sinh vật trong trong 2 sản phẩm IND và N1 phát huy tối đa công dụng cho quá trình Nitrat hóa và Khử Nitrat, từ đó loại bỏ, giảm thiểu nồng độ Nitơ, Amonia cao trong nước thải.

—–

Nếu bạn đang quan tâm đến vấn đề Nitơ trong nước thải sinh hoạt cũng như bộ đôi vi sinh Microbe-Lift IND và N1, hãy liên hệ ngay đến Hotline 0909 538 514 để được đội ngũ kỹ thuật của Biogency hỗ trợ nhanh nhất.

>>> Xem thêm: Chủng vi sinh chuyên xử lý Nitơ trong nước thải

0909538514