Hiện nay, việc xử lý Nitơ bằng tháp Stripping và quá trình Nitrat hóa-khử Nitrat đang được áp dụng rộng rãi với nhiều ưu điểm nổi bật. Vậy phương pháp nào được áp dụng nhiều hơn, hiệu quả cao hơn và có nhiều ưu điểm hơn?
Tổng quan về 2 phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải
1. Xử lý Nitơ bằng tháp Stripping
Tháp Stripping (tháp Air Stripping) là một công nghệ để xử lý nước thải, loại bỏ những hợp chất hữu cơ hòa tan dễ bay hơi (VOC – Volatile Organic Compounds) có trong nước thải đặc biệt là Nitơ Amonia.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tháp Stripping:
Tháp Stripping được cấu tạo gồm thân tháp, bên trong chứa hai lớp vật liệu đệm, ở trên có tấm tách pha khí và nước với chức năng là tách khí thoát ra khỏi nước và giữ nước ở lại. Nguyên lý hoạt động dựa trên sự va chạm ngược chiều của nước và khí có trong tháp. Từ đó, những chất ô nhiễm dễ bay hơi có trong nước thải sẽ được tách ra và bay hơi ra ngoài, khí này có thể thu hồi và tiếp tục xử lý.
Phân loại tháp Stripping:
- Tháp sử dụng vật liệu đệm: Trên đỉnh tháp có bộ phận phân phối nước, bộ phận này giúp nước được phân bố đồng đều chảy len lỏi qua các khe hở của lớp vật liệu đệm cố định trong tháp, diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí được tăng lên. Từ đó loại bỏ được các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Các thông số thiết kế bao gồm diện tích bề mặt, chiều cao của lớp giá thể, chiều cao – đường kính tháp và vận tốc của không khí và nước.
- Tháp sử dụng vỉ đục lỗ nhiều lớp dạng tầng sôi: Nguyên lý hoạt động tương tự như tháp sử dụng vật liệu đệm, nhưng thay vì sử dụng vật liệu là giá thể được bố trí dạng khối, thì vật liệu ở tháp này được tách thành nhiều khay với các lỗ nhỏ bố trí thành nhiều lớp cho phép nước nhỏ qua.
2. Xử lý Nitơ thông qua quá trình Nitrat hóa – khử Nitrat
– Quá trình Nitrat hóa:
Đây là quá trình giúp oxy hóa các muối Amoni chuyển hóa thành Nitrit, sau đó nhờ vào quá trình oxy hóa thành Nitrat trong điều kiện thích ứng (trong điều kiện cung cấp đầy đủ oxy)
Trong quá trình này, hai chủng Nitrosomonas và Nitrobacter sẽ hoạt động mạnh mẽ thúc đẩy quá trình chuyển hóa Amoni thành Nitrat theo phương trình phản ứng sau:
NH3 + 3/2O2 -> NO2– + H+ + H2O + sinh khối (Nitrosomonas)
NO2– + ½O2 -> NO3– + sinh khối (Nitrobacter)
– Quá trình Khử Nitrat:
Quá trình khử Nitrat là quá trình tách oxy khỏi Nitrit, Nitrat dưới tác dụng của các vi khuẩn yếm khí (vi khuẩn khử Nitrat). Oxy được tách ra từ Nitrit và Nitrat được dùng lại để oxy hóa các chất hữu cơ. Nitơ được tách ra ở dạng khí sẽ bay vào khí quyển.
NO3– → NO2– → NO → N2O → N2
So sánh hiệu quả xử lý Nitơ của: Tháp Stripping và Quá trình Nitrat hóa-Khử Nitrat
| Hạng mục so sánh | Tháp Stripping | Quá trình Nitrat hóa-Khử Nitrat |
| Hiệu quả | Loại bỏ Nitơ Amonia | Xử lý Nitơ Amoni và Nitơ Nitrat |
| Trường hợp áp dụng | Thường áp dụng cho các loại nước thải có nồng độ Nitơ Amonia cao như: nước rỉ rác, chế biến thủy sản,… | Áp dụng tất cả các loại hình nước thải hiện nay như: nước thải sinh hoạt, sản xuất,… |
| Ưu điểm | – Kỹ sư vận hành đơn giản, không gây quá nhiều khó khăn. – Độ pH và nhiệt độ ổn định. Từ đó hệ thống cũng ổn định, khi đầu vào nước thải bị biến động cũng không ảnh hưởng đến quá trình xử lý. – Xử lý và kiểm soát tốt nồng độ Nitơ và Amonia trong nước thải. |
– Quá trình này đa phần ít gây ra mùi hôi, xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm COD, BOD, Nito,… – Bùn sau xử lý có thể tái sử dụng làm phân bón. – Vận hành đơn giản. – Chi phí đầu tư thấp hơn. |
| Nhược điểm | – Không thể vận hành trong thời tiết lạnh. – Các thành phần như: đạm hữu cơ và đạm Nitrat không được loại bỏ. – Cần xử lý nồng độ khí Amoni và Nitơ đi ra khỏi tháp vì những thông số này sẽ gây ô nhiễm không khí. – Trong quá trình vận hành cần sử dụng vôi hay xút để điều chỉnh pH từ đó liên quan đên các vấn đề về vận hành và bảo trì hệ thống. |
– Phải duy trì cung cấp oxy đối với quá trình Nitrat hóa nên tốn chi phí về điện. – Bùn dư khó tách nước bằng phương pháp cơ học. |
| Chi phí đầu tư | – Chi phí sử dụng hóa chất: NaOH – Tốn nhiều chi phí đầu tư xây thêm hệ thống xử lý khí thu được |
– Ít tốn kém nhất trong các phương pháp xử lý Nitơ |
| Vận hành | – Cần kiểm tra các thiết bị trong hệ thống định kì và hiệu chỉnh phù. – Đối với máy bơm và máy thổi khí cần phải bảo trì bảo dưỡng thường xuyên. – Kiểm tra lớp cặn bám tên vận liệu đệm. – Nước trước khi đưa vào tháp cần phải lắng sơ bộ. |
– Kiểm tra các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình: pH, DO, kH,… – Đo SV30 định kỳ trong quá trình xử lý. – Thường xuyên kiểm tra, hiệu chỉnh và bảo trì máy bơm, máy thổi khí. |
Kết luận, để đánh giá và lựa chọn sử dụng Tháp Stripping và quá trình Nitrat hóa – Khử Nitrat để xử lý Nitơ, cần quan tâm đến các yếu tố:
- Loại nước thải đang cần xử lý.
- Các điều kiện vận hành phù hợp
- Chi phí đầu tư cho phép.
- Các vấn đề khác liên quan đến doanh nghiệp.
Nếu hệ thống xử lý nước thải của bạn đang bị vượt các chỉ tiêu về Nitơ, hãy liên hệ ngay Biogency qua HOTLINE 0909 538 514, chúng tôi sẽ giúp bạn khắc phục nhanh nhất!
>>> Xem thêm: Xử lý Nitơ Amonia và Nitơ tổng tại Nhà máy thực phẩm San Miguel Pure Foods, Bình Dương
