Một số phương pháp có thể đồng thời xử lý nito và photpho trong nước thải, một số là hệ quả kèm theo nhưng một số là những phương pháp được nghiên cứu để áp dụng vào thực tế.
Xử lý nito và photpho trong nước thải bằng những phương pháp đơn giản
Xử lý nito
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.
Xử lý photpho
Hầu hết các hộp chất photpho không tồn tạng ở dạng bay hơi trong điều kiện thông thường, vì vậy, để tách photpho ra khỏi nước cần chuyển hóa chúng về dạng không tan sau đó tiến hành tách chất lắng
Trong nước thải tồn tại các dạng photpho:
- Photpho hữu cơ, photphat đơn tan trong nước, polyphotphat hay còn gọi là photphat trùng ngưng, muối photphat và photpho trong tế bảo sinh khối
Xử lý photpho dựa trên các nguyên tắc:
- Kết tủa photphat với các ion nhôm, sắt, canxi tạo thành các muối tương ứng có độ tan thấp và tách chúng ra dưới dạng chất rắn
- Phương pháp sinh học dựa trên hiện tượng là một số loại vi sinh vật tích lũy lượng photpho nhiều hơn mức trên cơ thể chúng cần trong điều kiện hiếu khí. Thông thường, hàm lượng photpho trong tế tào chiếm 1.5 -2.5% khối lượng tế bào khô, một số loại có thể hấp thu cao hơn 6 -8%. Trong điều kiện yếm khí chúng lại thải ra phần tích lũy dư thừa. Quá trình loại bỏ photpho dựa trên hiện tượng trên gọi là loại bỏ photpho tăng cường.
- Tách hợp chất photpho đồng thời với các taph chất khác qua màng thích hợp: màng nano, màng thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm tích.
Xử lý đồng thời nito và photpho
Những phương pháp mang tính hệ quả thông thường luôn liên quan đến quá trình sinh hóa mà thành phần tế bào của chúng luôn chứa N,P, nguồn chất mà vi sinh vật hay thực vật lấy từ nguồn nước. Quá trình lắng sơ cấp một phần N,P ở dạng không tan nên hiệu quả xử lý không cao:
- Quá trình xử lý sơ cấp: 5 -10% N,P
- Quá trình xử lý thứ cấp: 10 -20% N,P
- Xử lý thứ cấp + nitrat hóa: 20 – 30% N,P
Đối với nước thải có nồng độ cao, có thể xử lý N,P bằng cách kết tủa chúng với ion magie tạo thành chất có độ tan thấp MgNH4PO4.
Hiệu quả xử lý của các hệ thống đạt tiêu chuẩn như sau:
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.
Xử lý photpho
Hầu hết các hộp chất photpho không tồn tạng ở dạng bay hơi trong điều kiện thông thường, vì vậy, để tách photpho ra khỏi nước cần chuyển hóa chúng về dạng không tan sau đó tiến hành tách chất lắng
Trong nước thải tồn tại các dạng photpho:
- Photpho hữu cơ, photphat đơn tan trong nước, polyphotphat hay còn gọi là photphat trùng ngưng, muối photphat và photpho trong tế bảo sinh khối
Xử lý photpho dựa trên các nguyên tắc:
- Kết tủa photphat với các ion nhôm, sắt, canxi tạo thành các muối tương ứng có độ tan thấp và tách chúng ra dưới dạng chất rắn
- Phương pháp sinh học dựa trên hiện tượng là một số loại vi sinh vật tích lũy lượng photpho nhiều hơn mức trên cơ thể chúng cần trong điều kiện hiếu khí. Thông thường, hàm lượng photpho trong tế tào chiếm 1.5 -2.5% khối lượng tế bào khô, một số loại có thể hấp thu cao hơn 6 -8%. Trong điều kiện yếm khí chúng lại thải ra phần tích lũy dư thừa. Quá trình loại bỏ photpho dựa trên hiện tượng trên gọi là loại bỏ photpho tăng cường.
- Tách hợp chất photpho đồng thời với các taph chất khác qua màng thích hợp: màng nano, màng thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm tích.
Xử lý đồng thời nito và photpho
Những phương pháp mang tính hệ quả thông thường luôn liên quan đến quá trình sinh hóa mà thành phần tế bào của chúng luôn chứa N,P, nguồn chất mà vi sinh vật hay thực vật lấy từ nguồn nước. Quá trình lắng sơ cấp một phần N,P ở dạng không tan nên hiệu quả xử lý không cao:
- Quá trình xử lý sơ cấp: 5 -10% N,P
- Quá trình xử lý thứ cấp: 10 -20% N,P
- Xử lý thứ cấp + nitrat hóa: 20 – 30% N,P
Đối với nước thải có nồng độ cao, có thể xử lý N,P bằng cách kết tủa chúng với ion magie tạo thành chất có độ tan thấp MgNH4PO4.
Hiệu quả xử lý của các hệ thống đạt tiêu chuẩn như sau:
Trên đây là các phương pháp dùng để xử lý nito và photpho trong nước thải một cách hiệu quả. Nếu Quý doanh nghiệp quan tâm đến vấn đề xử lý nito và photpho trong nước thải có thể liên hệ với Bách Khoa để được tư vấn cụ thể hơn.
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