Các phương pháp xử lý nito trong nước thải công nghiệp hiện đang được các công ty xử lý nước thải áp dụng rộng rãi nhằm loại bỏ nito – yếu tố gây nhiều tác động tiêu cực đối với môi trường.
Các phương pháp xử lý nito trong nước thải công nghiệp hiệu quả
1. Tác hại của nito
Nito là thành phần luôn có mặt trong cơ thể động vật, thực vật sống và trong thành phần của các hợp chất tham gia quá trình sinh hóa. Đồng thời ở các dạng vô cơ và hữu cơ
Nguyên tố nito có thể tồn tại ở bảy trạng thái hoá trị, từ dạng khử (N-3) là amoniac đến dạng oxy hoá sâu (N+5) là nitrat.
Nito là thành phần luôn có mặt trong cơ thể động vật, thực vật sống và trong thành phần của các hợp chất tham gia quá trình sinh hóa. Đồng thời ở các dạng vô cơ và hữu cơ
Nguyên tố nito có thể tồn tại ở bảy trạng thái hoá trị, từ dạng khử (N-3) là amoniac đến dạng oxy hoá sâu (N+5) là nitrat.
Các phương pháp xử lý nito trong nước thải công nghiệp
Đối với quá trình xử lý nước:
Nito gây cản trở cho quá trình xử lý và làm giảm hiệu quả làm việc của hệ thống
Nó có thể kết hợp với các loại hóa chất khác để tạo thành chất hữu cơ gây độc cho con người
Đối với môi trường
Nito gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo gây nên tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, phá hoại môi trường nước, sản sinh nhiều chất độc hại và tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích.
Trong nông nghiệp, ô nhiễm nito chủ yếu xuất phát từ các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất phân bón hay chế biến mủ cao su, tơ tằm, thuộc da…
2. Các phương pháp xử lý
Xử lý hợp chất nito có thể thực hiện bằng phương pháp hóa lý, vật lý, sinh học dựa trên nguyên tắc chuyển hóa thành hợp chất khác hoặc tách loại, cách ly chúng ra khỏi môi trường nước.
- Chuyển hóa các hợp chất nito thành dạng khí, thâm nhập vào bầu khí quyển, con đường chuyển hóa này thực hiện bằng phương pháp sinh học thông qua các quá trình liên tiếpnitrat hóa và khử nitrat. Thực hiện phản ứng oxy hóa khử trực tiếp giữa ammoniac với nitrit và nitrat bằng phương pháp vi sinh. Oxy hóa xúc tác trực tiếp ammoniac thành khí nito.
- Chuyển hóa các hợp chất nito thành các thành phần trong tế bào của sinh khối(thực vật và vi sinh vật). Quá trình chuyển hóa trên gắn liền với các phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào động vật, thực vật trong quá trình quang hợp của thực vật hay đồng hóa của vi sinh vật. Quá trình trên tồn tại trong tự nhiên, là cơ sở của phương pháp xử lý bằng các loại thủy thực vật.
- Bốc hơi ammoniac vào bầu khí quyển. Phương pháp này thật ra là chuyển chất ô nhiễm từ nước vào không khí, sau đó phần lớn lại được hấp thụ trở lại vào môi trường nước ở những vị trí khác. Để thực hiện phương pháp trên, ammoniac phải tồn tại ở dạng bay hơi và do độ tan của ammoniac rất lớn nên cần phải sục khí dưới lượng rất lớn ở nhiệt độ cao.
- Tách ammoniac ra khỏi môi trường nước có thể thực hiện bằng phương pháp trao đổi ion trên cationit
Hiệu quả xử lý và giá thành của từng phương pháp khác nhau và phụ thuộc nồng độ của hợp chất nito trong nước.
Phương pháp sinh học
Đầu tiên, trong quá trình hiếu khí, nito amon sẽ được chuyển hóa thành nitrit và nitrat nhờ khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter.
NH4+ + O2 -> NO2- + O2 -> NO3- (+ H+ )
Sau đó, trong quá trình thiếu oxy, các loại vi khuẩn như nitrat Denitrificans sẽ tách oxy của nitrat và nitrit để oxy hóa, nitơ phân tử N2 sẽ thoát ra ngoài.
NO3- + HC -> N2 + CO2 + H2O
ngoài.
Phương pháp trao đổi ion
Là quá trình trao đổi của một ion của chất trao đổi (dạng rắn) với một ion khác cùng dấu trong nước. Các ion trao đổi điện tích dương được trao đổi trên cationit và điện tích âm trao đổi trên anionit.
Sử dụng để loại bỏ amoni, trao đổi amoni được tiến hành trên cột chứa clinoptilolit
Trao đổi amoni cũng bị các ion khác cạnh tranh và hiệu quả tách loại amoni giảm đáng kể đối với các nguồn nước chứa nhiều các loại ion khác nhất là Na+ và Ca2+.
Để có thể tham gia vào quá trình trao đổi ion, ammoniac phải tồn tại dưới dạng điện tích dương amoni. Do bản chất là một bazơ yếu, chịu sự cân bằng NH3+H+ <=>NH4+ với cường độ bazơ của NH3 là 9,25 nên amoni sẽ tồn tại ở vùng pH thấp, ammoniac tồn tại ở vùng pH cao
Phương pháp oxy hóa khử
Dùng để xử lý amoni. Clo có tính chất oxy hóa, có khả năng thu điện tử do tích điện dương. Các hợp chất clo như Cl2, Ca(OCl)2, NaOCl… đều có tính oxy hóa.
Trong môi trường nước, các dạng clo có tính chất oxy hóa đều được chuyển về dạng axit hypocloro
Phản ứng giữa ammoniac với clo hoạt tính xảy ra theo bậc
NH3 + HOCl <=> NH2Cl + H2O
NH3 + HOCl <=> NHCl2 + H2O
NHCl2 + HOCl <=>NCl3 + H2O
NH2Cl, NHCl2, NCl3 gọi là mono-, di-, tri cloamin thuộc dạng chất clo liên kết và cũng là chất oxy hóa
Xử lý Nitrit
Một số loại nước thải có thể chứa nitrit, có thể loại bỏ nitrit bằng phương pháp oxy hóa. Chuyển nitrit thành nitrat có thể thực hiện với chất oxy hóa là clo hoạt động hoặc với hydro peroxit theo các phản ứng.
NO2- + OCl- <=> NO3 + Cl-
NO2- + H2O2 <=> NO3- + H2O
Phản ứng xảy ra trên môi trường axit nhẹ (pH 3-4) với tốc độ rất nhanh
Trên đây là một số phương pháp xử lý nito trong nước thải công nghiệp. Nito là chất gây ảnh hưởng nguy hại đến môi trường. Không những thế, quá trình xử lý nito diễn ra rất phức tạp. Nếu Quý doanh nghiệp đang có nhu cầu tìm hiểu về phương pháp xử lý nito trong nước thải có thể liên hệ với Bách Khoa để được tư vấn cụ thể.
Công ty TNHH TV CN KT môi trường Bách Khoa
Địa chỉ: Số 30 Đường D9, Phường Tây Thạnh, Quận Tân Phú, TP.HCM
Điện thoại: 0906 833 144
Email: maitram192pt@gmail.com
Nito gây cản trở cho quá trình xử lý và làm giảm hiệu quả làm việc của hệ thống
Nó có thể kết hợp với các loại hóa chất khác để tạo thành chất hữu cơ gây độc cho con người
Đối với môi trường
Nito gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo gây nên tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, phá hoại môi trường nước, sản sinh nhiều chất độc hại và tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích.
Trong nông nghiệp, ô nhiễm nito chủ yếu xuất phát từ các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất phân bón hay chế biến mủ cao su, tơ tằm, thuộc da…
2. Các phương pháp xử lý
Xử lý hợp chất nito có thể thực hiện bằng phương pháp hóa lý, vật lý, sinh học dựa trên nguyên tắc chuyển hóa thành hợp chất khác hoặc tách loại, cách ly chúng ra khỏi môi trường nước.
- Chuyển hóa các hợp chất nito thành dạng khí, thâm nhập vào bầu khí quyển, con đường chuyển hóa này thực hiện bằng phương pháp sinh học thông qua các quá trình liên tiếpnitrat hóa và khử nitrat. Thực hiện phản ứng oxy hóa khử trực tiếp giữa ammoniac với nitrit và nitrat bằng phương pháp vi sinh. Oxy hóa xúc tác trực tiếp ammoniac thành khí nito.
- Chuyển hóa các hợp chất nito thành các thành phần trong tế bào của sinh khối(thực vật và vi sinh vật). Quá trình chuyển hóa trên gắn liền với các phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào động vật, thực vật trong quá trình quang hợp của thực vật hay đồng hóa của vi sinh vật. Quá trình trên tồn tại trong tự nhiên, là cơ sở của phương pháp xử lý bằng các loại thủy thực vật.
- Bốc hơi ammoniac vào bầu khí quyển. Phương pháp này thật ra là chuyển chất ô nhiễm từ nước vào không khí, sau đó phần lớn lại được hấp thụ trở lại vào môi trường nước ở những vị trí khác. Để thực hiện phương pháp trên, ammoniac phải tồn tại ở dạng bay hơi và do độ tan của ammoniac rất lớn nên cần phải sục khí dưới lượng rất lớn ở nhiệt độ cao.
- Tách ammoniac ra khỏi môi trường nước có thể thực hiện bằng phương pháp trao đổi ion trên cationit
Hiệu quả xử lý và giá thành của từng phương pháp khác nhau và phụ thuộc nồng độ của hợp chất nito trong nước.
Phương pháp sinh học
Đầu tiên, trong quá trình hiếu khí, nito amon sẽ được chuyển hóa thành nitrit và nitrat nhờ khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter.
NH4+ + O2 -> NO2- + O2 -> NO3- (+ H+ )
Sau đó, trong quá trình thiếu oxy, các loại vi khuẩn như nitrat Denitrificans sẽ tách oxy của nitrat và nitrit để oxy hóa, nitơ phân tử N2 sẽ thoát ra ngoài.
NO3- + HC -> N2 + CO2 + H2O
ngoài.
Phương pháp trao đổi ion
Là quá trình trao đổi của một ion của chất trao đổi (dạng rắn) với một ion khác cùng dấu trong nước. Các ion trao đổi điện tích dương được trao đổi trên cationit và điện tích âm trao đổi trên anionit.
Sử dụng để loại bỏ amoni, trao đổi amoni được tiến hành trên cột chứa clinoptilolit
Trao đổi amoni cũng bị các ion khác cạnh tranh và hiệu quả tách loại amoni giảm đáng kể đối với các nguồn nước chứa nhiều các loại ion khác nhất là Na+ và Ca2+.
Để có thể tham gia vào quá trình trao đổi ion, ammoniac phải tồn tại dưới dạng điện tích dương amoni. Do bản chất là một bazơ yếu, chịu sự cân bằng NH3+H+ <=>NH4+ với cường độ bazơ của NH3 là 9,25 nên amoni sẽ tồn tại ở vùng pH thấp, ammoniac tồn tại ở vùng pH cao
Phương pháp oxy hóa khử
Dùng để xử lý amoni. Clo có tính chất oxy hóa, có khả năng thu điện tử do tích điện dương. Các hợp chất clo như Cl2, Ca(OCl)2, NaOCl… đều có tính oxy hóa.
Trong môi trường nước, các dạng clo có tính chất oxy hóa đều được chuyển về dạng axit hypocloro
Phản ứng giữa ammoniac với clo hoạt tính xảy ra theo bậc
NH3 + HOCl <=> NH2Cl + H2O
NH3 + HOCl <=> NHCl2 + H2O
NHCl2 + HOCl <=>NCl3 + H2O
NH2Cl, NHCl2, NCl3 gọi là mono-, di-, tri cloamin thuộc dạng chất clo liên kết và cũng là chất oxy hóa
Xử lý Nitrit
Một số loại nước thải có thể chứa nitrit, có thể loại bỏ nitrit bằng phương pháp oxy hóa. Chuyển nitrit thành nitrat có thể thực hiện với chất oxy hóa là clo hoạt động hoặc với hydro peroxit theo các phản ứng.
NO2- + OCl- <=> NO3 + Cl-
NO2- + H2O2 <=> NO3- + H2O
Phản ứng xảy ra trên môi trường axit nhẹ (pH 3-4) với tốc độ rất nhanh
Trên đây là một số phương pháp xử lý nito trong nước thải công nghiệp. Nito là chất gây ảnh hưởng nguy hại đến môi trường. Không những thế, quá trình xử lý nito diễn ra rất phức tạp. Nếu Quý doanh nghiệp đang có nhu cầu tìm hiểu về phương pháp xử lý nito trong nước thải có thể liên hệ với Bách Khoa để được tư vấn cụ thể.
Công ty TNHH TV CN KT môi trường Bách Khoa
Địa chỉ: Số 30 Đường D9, Phường Tây Thạnh, Quận Tân Phú, TP.HCM
Điện thoại: 0906 833 144
Email: maitram192pt@gmail.com
Nhận xét
Đăng nhận xét