Tháp khử nito trong xử lý nước thải
Giới thiệu về nito trong nước thải
Các dạng tồn tại của nito trong nước thải:
– Nito trong nước thải có thể tồn tại ở 4 dạng chính ( không bao gồm khí nito) theo thứ tự trạng thái oxy hóa giảm dần bao gồm: nitrai, nitrit, amonia và nito hữu cơ.
– Tất cả các dạng nito này (bao gồm cả khí nito) có thể hoán đổi sinh hóa và là thành phần của chu trình nito.
– Nito trong nước mới bị ô nhiễm ban đầu có dạng nito hữu cơ và amonia. Các quá trình sinh hóa tự nhiên từ từ chuyển đổi nito hữu cơ sang amonia. Đây là dạng nito được sử dụng như 1 chất dinh dưỡng của các vi sinh vật trong quá trình xử lý.
– Một số nước thải có thể thiếu nito và cần bổ sung amonia để sinh sản đủ. Trong điều kiện hiếu khí, chuyển đổi nito hữu cơ thành amonia đạt đến đỉnh điểm ở điều kiện thích hợp.
– Về mặt sinh hóa oxy hóa đầu tiên thành nitrit, sau đó thành nitrat. Khi nito, nitrit và amonia ở nồng độ tối thiệu ( mức gần bằng 0) và nitrat ở giá trị tối đa, nước thải đã được nitrat hóa hoàn toàn.
Các dạng nito trong nước thải
Nguy cơ tiềm ẩn của nito trong nước đối với con người.
– Nitrit là 1 trạng thái oxy hóa trung gian của nito. Cả trong quá trình oxy hóa amonia thành nitrat và trong quá trình khử nitrat. Quá trình giảm oxy hóa trạng thái nito xảy ra trong các nhà máy xử lý nước thải, hệ thống phân phối nước và trong nước tự nhiên.
– Nito có thể xâm nhập vào hệ thống cấp nước thông qua việc sử dụng như 1 chất ức chế ăn mòn trong xử lý công nghiệp.
– Nitrit là căn nguyên thực sự gây ra căn bệnh methemoglobinemia ở trẻ sơ sinh. Acid nito được hình thành từ nitrit trong dung dịch acid. Phản ứng với các amin thứ cấp để tạo thành nitrosamine RR’N – NO, nhiều chất gây ung thư.
– Amonia có mặt tự nhiên trên bề mặt chất thải. Nồng độ trung bình thấp trong nước ngầm . Vì nó bị hấp thụ trong các hạt đất sét nên không bị rửa trôi.
– Tại một số nhà máy xử lý nước , amonia được thêm vào bể phản ứng với Clo tạo thành hợp chất. Nồng đọ amonia trong nước thay đổi từ dưới 10mg nito amonia/L ở 1 số bề mặt tự nhiên và nước ngầm lên đến 30mg/L trong 1 số chất thải.
Ảnh hưởng của lượng nito trong nước thải
– Nếu tổng nitơ trong nước thải cao nhưng lại không được xử lý đúng cách và chảy ra sông hồ sẽ gây ra nhiều hệ lụy nguy hiểm.
Lượng nito này làm tăng hàm lượng dinh dưỡng cho một số thực vật thủy sinh như rêu, tảo và khiến nồng độ oxy trong nước bị suy giảm. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước, các vi sinh vật có ích sẽ mất dần đi.
– Phần lớn các sông ngòi chịu ảnh hưởng của nitơ từ nước thải sẽ có những màu đen, xanh đen khác thường, gây mất thẩm mỹ. Chúng còn tỏa ra những mùi hôi thối, can thiệp đến chất lượng cuộc sống của người dân xung quanh.
– Lượng nitơ trong nước nếu xâm nhập vào trong sinh hoạt sẽ gây ra nhiều nguy hiểm cho người dân. Đặc biệt, nếu trẻ nhỏ tiếp xúc với chúng sẽ bị thiếu oxy máu cực kỳ nghiêm trọng.
Các tiêu chuẩn về hàm lượng nito trong nước thải
Việc xác định hàm lượng nitơ đối với các doanh nghiệp là vô cùng quan trọng. Các nhà máy xí nghiệp phải xác định để có thể đảm bảo được các chỉ tiêu nitơ ở nước thải trước khi thải trường. Tùy thuộc vào mỗi ngày nghề mà tiêu chuẩn xả thải của các chỉ tiêu nitơ trong nước thải được quy định khác nhau:
– Tiêu chuẩn về nước thải sinh hoạt là QCVN 14-2015/BTNMT
– Tiêu chuẩn về nước thải công nghiệp là QCVN 40: 2011/BTNMT
– Tiêu chuẩn về nước thải Y tế là QCVN 28: 2010/BTNMT
Xử lý tổng nito trong nước thải
Một vấn đề khiến nhiều người đau đầu, đặc biệt là khi các tiêu chuẩn nước thải ngày càng khắt khe là tình trạng vượt ngưỡng tổng nitơ cho phép. Khi đó, người ta bắt đầu đẩy mạnh xử lý nitơ trong nước thải, một số phương pháp thông dụng có thể kể đến là:
Phương pháp hóa lý gồm hai cách phổ biến là trao đổi ion và stripping. Với phương pháp hoá học, nhiều doanh nghiệp lựa chọn cách oxy hóa amoni, phương pháp điện hóa hay kết tủa amoni. Đặc biệt được ưa chuộng hiện nay chính là phương pháp sinh học với quá trình anammox, quá trình nitrat hóa và khử nitrat, …
Dưới đây là tháp khử nito trong xử lý nước thải
Tháp khử nito trong xử lý nước thải
Tháp khử nito là gì?
– Tháp khử nito (tháp Stripping hay tháp Air Stripping) là một công nghệ được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ Nitơ và Amonia cao. Đặc biệt là đối với các nước thải có thành phần độc hại cao như: Nước thải cao su, nước thải chế biến thuỷ sản, nước thải chăn nuôi, nước thải rỉ rác…
– Tháp Stripping còn được sử dụng để giúp xử lý và loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi này có tên tiếng Anh đầy đủ là VOC – Volatile Organic Compounds – Là tên gọi chung của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
tháp khử nito
Hai loại tháp điển hình
Tháp Stripping có 2 loại, 2 loại này khác nhau về vật liệu sử dụng để loại bỏ chất thải là: Tháp Stripping sử dụng vật liệu đệm và tháp Stripping sử dụng vỉ đục lỗ nhiều lớp dạng tầng sôi.
Đặc điểm chung của 2 loại tháp Stripping chính là cả 2 đều được thiết kế với tiêu chí:
+ Tối đa hoá diện tích tiếp xúc bề mặt giữa không khí và nước.
+Đạt hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm, đặc biệt là xử lý Nitơ và Amonia.
Tuy nhiên, chúng cũng có những khác biệt:
– Tháp Stripping sử dụng vật liệu đệm:
- Lượng nước được phân phối đồng đều trên bề mặt chảy qua các vật liệu đệm cố định trong tháp nhờ sử dụng bộ phân phối nước được đặt ngay tại đỉnh tháp.
- Nhờ sử dụng vật liệu đệm với rất nhiều giá thể, diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí được tăng lên. Từ đó giúp tối ưu hoá tác dụng loại bỏ VOC, Nitơ và Amonia của hệ thống xử lý nước thải.
- Vật liệu đệm này giúp tạo nên sự khác biệt lớn và tăng hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm hơn so với tháp Stripping sử dụng vỉ đục lỗ nhiều lớp dạng tầng sôi.
- Hiệu quả đạt được có thể loại bỏ 80 đến 90% VOC, đồng thời nó cũng hiệu quả trong việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ có độ bay hơi thấp.
Các thông số thiết kế tháp Stripping bao gồm: Diện tích bề mặt, chiều cao của lớp giá thể, chiều cao – đường kính tháp, vận tốc của không khí và nước.
– Tháp Stripping sử dụng vỉ đục lỗ nhiều lớp dạng tầng sôi:
- Điểm khác biệt của tháp Strippping sử dụng vỉ đục lỗ nhiều lớp dạng tầng sôi chính là sử dụng vật liệu được tách thành nhiều khay. Các khay được tách với các lỗ nhỏ được bố trí thành nhiều lớp và nước có thể nhỏ qua.
- Sử dụng quá trình tương tự như tháp Stripping sử dụng vật liệu đệm.
Nguyên lý xử lý Nito của tháp Stripping
Tháp Stripping xử lý Nitơ bằng phương pháp chuyển hóa toàn bộ Amoni trong nước thải từ dạng NH4+ thành amoniac NH3 nhờ vào sự dịch chuyển pH.
pH=9 thì Amonia có 80% NH3 + 20% NH4.
pH càng cao thì tỉ lệ % NH3 càng lớn.
pH duy trì ở mức 11 – 11.5 gần như Amonia hầu hết nằm ở dạng NH3.
Tháp khử nito trong xử lý nước thải
Tháp Stripping đã được áp dụng như một công đoạn để xử lý các loại nước thải có chứa các chất hữu cơ hòa tan dễ bay hơi như:
Trong hóa vô cơ và hữu cơ, tháp Stripping được sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ dễ bay hơi, các hợp chất lưu huỳnh, phospho (H2S, Phosphin) và Amoniac (NH3).
Trong lĩnh vực dược phẩm, tháp Stripping được sử dụng để loại bỏ các dung môi clo ra khỏi nước thải.
Trong sản xuất vải Viscone, tháp Stripping được sử dụng để loại bỏ CS2 (Carbon đisunfua) ra khỏi nước thải.
Hệ thống tháp Stripping còn được sử dụng để làm sạch nước ngầm trong quá trình xử lý đất, theo sau đó có thể là một bộ lọc carbon hoạt tính hoặc bộ lọc sinh học dựa trên thành phần của nước. Các hợp chất chủ yếu bị loại bỏ trong nước ngầm bao gồm: các hợp chất thơm (BTEX) và các hợp chất hiđrôcacbon clo dễ bay hơi.
Ưu và nhược điểm của tháp Stripping
Tháp Stripping cũng như nhiều loại hình xử lý Nitơ khác cũng có những ưu nhược điểm của nó.
Ưu điểm:
+ Quá trình vận hành đơn giản, không gây khó khăn nhiều cho các kỹ sư môi trường.
+ Độ pH và nhiệt độ được duy trì ổn định. Nhờ đó mà hệ thống xử lý có thể duy trì hoạt động ổn định, ít bị ảnh hưởng bởi sự biến động của nước thải.
+ Là phương pháp xử lý hoá lý nên nhờ đó mà không bị ảnh hưởng bởi các chất độc và ít tạo ra các sản phẩm phụ sau xử lý.
+ Kiểm soát và xử lý tốt nồng độ Nitơ và Amonia trong nước thải.
Nhược điểm:
+ Không thể sử dụng trong thời tiết lạnh.
+ Đạm hữu cơ và đạm Nitrat không được loại bỏ.
+ Nồng độ khí Amoni và Nitơ đi ra khỏi tháp có thể gây ra các vấn đề về ô nhiễm không khí.
+ Quy trình sử dụng vôi hay xút để điều chỉnh pH có thể tạo ra các vấn đề về vận hành và bảo trì hệ thống.
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG HÒA BÌNH XANH
Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh được thành lập với sứ mệnh “Vì một môi trường phát triển bền vững” hoạt động kinh doanh chủ yếu trong lĩnh vực môi trường.
Với đội ngũ cán bộ có năng lực trình độ đại học và sau đại học, dày dặn kinh nghiệm, đặt chất lượng dịch vụ lên hàng đầu, luôn đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
Là đối tác tin cậy của các tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân trong nước và ngoài nước.
Ngoài sản xuất các thiết bị xử lý môi trường, Hòa bình xanh còn có các giải pháp xử lý khí thải, nước thải (nhà hàng, chế biến thủy sản, khách sạn,…)
Hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua website: hoabinhxanh.vn hoặc hotline: 0943 466 579.
Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh
