Khử nito bằng biện pháp sinh học

CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
1. MỞ ĐẦU
Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam rất nhanh cùng với sự phát triển của công nghiệp.
Tỉ lệ dân số tại các thành thị tăng cùng với tốc độ đô thị hóa. Nước thải từ các thành
phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp cũng tăng theo mức tăng dân số với lượng
thải lớn. Lưu lượng nước thải của thành phố 20 vạn dân khoảng 40.000 - 60.000
m
3
/ngày. Hiện nay, tại thành phố Hà Nội tổng lượng nước thải (năm 2005) khoảng
550.000 m
3
/ngày.
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 55-65% tổng
lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có các vi sinh vật gây bệnh. Thành
phần các chất ô nhiễm trong nước thải như BOD
5
là 110 - 400mg/l, tổng lượng nitơ TN
là 20-85mg/l trong đó nitơ amoni là 12-50mg/l.
Cùng nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp cũng
chứa nhiều loại chất tạp chất phức tạp, có nhiều loại chứa nhiều chất bẩn vô cơ, đặc biệt
là các kim loại nặng như trong các ngành công nghiệp có công nghệ mạ. Nước thải
trong các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, thuộc da, giết mổ chứa nhiều các chất
hữu cơ, các vi khuẩn gây bệnh.
Sự phát triển nhanh của nền kinh tế dẫn đến sự cải thiện về mức sống của người
dân cũng như sự đòi hỏi về mức độ Vệ sinh môi trường. Vì vậy xây dựng các công trình
xử lý nước thải phải đạt các yêu cầu về chất lượng nguồn nước xả ra. Nồng độ các chất
ô nhiễm trong nước thải thấp hơn giá trị giới hạn cho phép quy định khi xả ra các loại
nguồn nước mặt khác nhau.
Một trong những chỉ tiêu cần phải đạt được là hàm lượng nitơ trong nước thải.
Theo TCVN 6772:2000 thì lượng N-NH
4

+
không lớn hơn 0.05mg/l với nguồn loại A và
1mg/l với nguồn loại B. Hàm lượng Nitơ trong nước thải cao làm ảnh hưởng đến sức
khỏe con người, đến môi trường và với các quá trình xử lý khác trong trạm xử lý nước
thải.
Có nhiều biện pháp để khử nitơ trong nước thải và trong giới hạn của chuyên đề
này, chúng tôi đưa ra các biện pháp sinh học để khử Nitơ.
1
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
1
Nitơ phân tử N2
N-Protein thực vật N-Protein động vật
Amôn hóa
NH4+ hoặc NH3
+ O2Nitrit hoá
NO2-NO3-
Nitrat hoá
+ O2
Khử nitơrat
Cố định nitơ
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
2. TỔNG QUAN
2.1. Trạng thái tồn tại của Nitơ trong nước thải
Trong nước thải, các hợp chất của nitơ tồn tại dưới 3 dạng: các hợp chất hữu cơ, amoni
và các hợp chất dạng ôxy hoá (nitrit và nitrat). Các hợp chất nitơ là các chất dinh dưỡng,
chúng luôn vận động trong tự nhiên, chủ yếu nhờ các quá trình sinh hoá.



Hình 1. Chu trình Nitơ trong tự nhiên

Hợp chất hữu cơ chứa nitơ là một phần cấu thành phân tử protein hoặc là thành phần
phân huỷ protein như là các peptid, axit amin, urê.
Hàm lượng amoniac (NH
3
) chính là lượng nitơ amôn (NH
+
4
) trong nước thải sinh
hoạt, nước thải công nghiệp thực phẩm và một số loại nước thải khác có thể rất
cao. Các tác nhân gây ô nhiễm Nitơ trong nước thải công nghiệp: chế biến sữa,
rau quả, đồ hộp, chế biến thịt, sản xuất bia, rượu, thuộc da.
Trong nước thải sinh hoạt nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ (65%) và hữu cơ (35%). Nguồn
nitơ chủ yếu là từ nước tiểu. Mỗi người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước 1,2
lít nước tiểu, tương đương với 12 g nitơ tổng số. Trong số đó nitơ trong urê
(N-CO(NH
2
)
2
) là 0,7g, còn lại là các loại nitơ khác. Urê thường được amoni hoá theo
phương trình như sau.
♦ Trong mạng lưới thoát nước urê bị thuỷ phân:
CO(NH
2
)
2
+ 2H
2
O = (NH
4
)

2
CO
3
(1.2)
2
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
2
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
♦ Sau đó bị thối rữa:
(NH
4
)
2
CO
3
= 2NH
3
+ CO
2
+ H
2
O (1.3)
Như vậy NH
3
chính là lượng nitơ amôn trong nước thải. Trong điều kiện yếm khí
amoniac cũng có thể hình thành từ nitrat do các quá trình khử nitrat của vi khuẩn
Denitrificans.
Lượng chất bẩn Nitơ amôn (N-NH
4
) một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát

nước: 7 g/ng.ngày
Trong thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư:
Bảng 1. Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt
Chỉ tiêu Trung bình
Tổng Nitơ, mg/l 40
- Nitơ hữu cơ, mg/l 15
- Nitơ Amoni, mg/l 25
- Nitơ Nitrit, mg/l 0,05
- Nitơ Nitrat, mg/l 0,2
Tổng Phốt pho, mg/l 8
Nitrit (NO
2
-
) là sản phẩm trung gian của quá trình ôxy hoá amoniac hoặc nitơ amoni
trong điều kiện hiếu khí nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas. Sau đó nitrit hình thành
tiếp tục được vi khuẩn Nitrobacter ôxy hoá thành nitrat.
Các quá trình nitrit và nitrat hoá diễn ra theo phản ứng bậc I:
NH
4
+ kn
NO
2
-

km
NO
3
-

Trong đó: k

n
và k
m
là các hằng số tốc độ nitrit và nitrat hoá.
Các phương trình phản ứng của quá trình nitrit và nitrat hoá được biểu diễn như sau:
NH
4
+
+ 1,5O
2

Nitrosomonas
NO
2
-
+ H
2
O + 2H
+

NO
2
-
+ 0,5O
2
Nitrobacter

NO
3
-

NH
4
+
+ 2O
2
NO
3
-
+ H
2
O + 2H
+
Quá trình nitrat hoá cần 4,57g ôxy cho 1g nitơ amôn. Các loại vi khuẩn Nitrosomonas
và Nitrobacter là các loại vi khuẩn hiếu khí thích hợp với điều kiện nhiệt độ từ 20÷30
o
C.
3
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
3
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
Nitrit là hợp chất không bền, nó cũng có thể là sản phẩm của quá trình khử nitrat trong
điều kiện yếm khí.
Ngoài ra, nitrit còn có nguồn gốc từ nước thải quá trình công nghiệp điện hoá. Trong
trạng thái cân bằng ở môi trường nước, nồng độ nitrit, nitrat thường rất thấp, nó thường
nhỏ hơn 0,02 mg/l. Nếu nồng độ amoni, giá trị pH và nhiệt độ của nước cao, quá trình
nitrit hoá diễn ra thuận lợi, và nồng độ của nó có thể đạt đến giá trị lớn. Trong quá trình
xử lý nước, nitrit trong nước sẽ tăng lên đột ngột.
Nitrat (NO
3
-

) là dạng hợp chất vô cơ của nitơ có hoá trị cao nhất và có nguồn gốc chính
từ nước thải sinh hoạt hoặc nước thải một số ngành công nghiệp thực phẩm, hoá chất,...
chứa một lượng lớn các hợp chất nitơ. Khi vào sông hồ, chúng tiếp tục bị nitrat hoá, tạo
thành nitrat.
Nitrat hoá là giai đoạn cuối cùng của quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ chứa nitơ.
Nitrat trong nước thải chứng tỏ sự hoàn thiện của công trình xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học.
Mặt khác, quá trình nitrat hoá còn tạo nên sự tích luỹ ôxy trong hợp chất nitơ để cho các
quá trình ôxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ tiếp theo, khi lượng ôxy hoà tan trong nước
rất ít hoặc bị hết.
Khi thiếu ôxy và tồn tại nitrat hoá sẽ xảy ra quá trình ngược lại: tách ôxy khỏi nitrat và
nitrit để sử dụng lại trong các quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ khác. Quá trình này đ-
ược thực hiện nhờ các vi khuẩn phản nitrat hoá (vi khuẩn yếm khí tuỳ tiện). Trong điều
kiện không có ôxy tự do mà môi trường vẫn còn chất hữu cơ cácbon, một số loại vi khuẩn
khử nitrat hoặc nitrit để lấy oxy cho quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ. Quá trình khử
nitrat được biểu diễn theo phương trình phản ứng sau đây:
4NO
3
-
+ 4H
+
+ 5C
hữu cơ
5CO
2
+ 2N
2
+ 2H
2
O

Trong quá trình phản nitrat hoá, 1g nitơ sẽ giải phóng 1,71g O
2
(khử nitrit) và 2,85g O
2
(khử nitrat).
4
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
4
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
2.2. Tác hại của Nitơ trong nước thải
2.2.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng
Trên bình diện sức khoẻ Nitơ tồn tại trong nước thải có thể gây nên hiệu ứng về môi
trường. Sự có mặt của Nitơ trong nước thải có thể gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến hệ
sinh thái và sức khoẻ cộng đồng. Khi trong nước thải có nhiều Amôniăc có thể gây độc
cho cá và hệ động vật thuỷ sinh, làm giảm lượng ôxy hoà tan trong nước. Khi hàm
lượng nitơ trong nước cao cộng thêm hàm lượng phôtpho có thể gây phú dưỡng nguồn
tiếp nhận làm nước có màu và mùi khó chịu đặc biệt là lượng ôxy hoà tan trong nước
giảm mạnh gây ngạt cho cá và hệ sinh vật trong hồ.
Khi xử lý nitơ trong nước thải không tốt, để hợp chất nitơ đi vào trong chuỗi thức ăn
hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrat tạo chứng thiếu
Vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo thành các nitrosamin là nguyên nhân gây
ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc
qua nước dùng để pha sữa. Khi lọt vào cơ thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi
khuẩn đường ruột. Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Khi
tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các
hợp chất chứa nitơ gây ung thư. Trong cơ thể Nitrit có thể ôxy hoá sắt II ngăn cản quá
trình hình thành Hb làm giảm lượng ôxy trong máu có thể gây ngạt, nôn, khi nồng độ
cao có thể dẫn đến tử vong.
2.2.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường
Nitơ trong nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng. Do

vậy nó gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo gây tình
trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi
trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước như NH
4
+
, H
2
S,
CO
2
, CH
4
... tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước. Hiện tượng đó gọi là phú
dưỡng nguồn nước
Hiện nay, phú dưỡng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và kênh dẫn nước thải.
Đặc biệt là tại khu vực Hà Nội, sông Sét, sông Lừ, sông Tô Lịch đều có màu xanh đen
hoặc đen, có mùi hôi thối do thoát khí H
2
S. Hiện tượng này tác động tiêu cực tới hoạt
động sống của dân cư đô thị, làm biến đổi hệ sinh thái của nước hồ, tăng thêm mức độ ô
nhiễm không khí của khu dân cư
5
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
5
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI

Hình 2.
Qúa trình phú dưỡng trong thủy vực nước mặt
2.2.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước
Sự có mặt của Nitơ có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý làm giảm hiệu quả làm

việc của các công trình. Mặt khác nó có thể kết hợp với các loại hoá chất trong xử lý để
tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người.
Với đặc tính như vậy việc xử lý Nitơ trong giai đoạn hiện nay đang là vấn đề đáng được
nghiên cứu và ứng dụng.Vấn đề này đã được các nhà nghiên cứu, các học giả đi sâu tìm
hiểu
2.3. Các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải hiện nay
Đã có nhiều phương pháp nhiều công trình xử lý nitơ trong nước thải được nghiên cứu
và đưa vào vận hành trong đó có cả các phương pháp hoá học, sinh học, vật lý .. v v.
Nhưng phần lớn chúng đều chưa đưa ra được một mô hình xử lý nitơ chuẩn để có thể
áp dụng trên một phạm vi rộng. Dưới đây là bảng phân tích một cách tổng quan nhất về
dạng và hiệu suất làm việc của các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải đã được
nghiên cứu và ứng dụng.
6
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
6
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
Bảng 2. Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải
Các phương pháp xử lý
Hiệu suất xử lý nitơ ( % )
Hiệu suất
xử lý %
Nitơ dạng hữu cơ NH3 - NH4+ NO3-
Xử lý thông thường
Bậc I 10-20% 0 0 5-10%
Bậc II 15-50% < 10% Hiệu suất thấp 10-30%
Xử lý bằng phương pháp sinh học
Vi khuẩn hấp thụ Nitơ 0 40-70% Hiệu suất thấp 30-70%
Quá trình khử nitrat 0 0 80-90% 70-95%
Thu hoạch tảo
Chủ yếu chuyển

hoá thành NH3-
NH4+
Thu hoạch sinh
khối
Thu hoạch sinh
khối
50-80%
Quá trình nitrat hoá Xử lý có giói hạn
Chuyển hoá
thành nitrat
0 5-20%
Hồ ôxyhóa
Chủ yếu chuyển
hoá thành NH3-
NH4+
Xử lý bởi quá
trình làm
thoáng
Tách bằng các
quá trình nitrat
và khử nitrat
20-90%
Các phương pháp hoá học
Châm clo Kém ổn định 90-100% 0 80-95%
Đông tụ hoá học 50-70% Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 20-30%
Cacbon dính bám 30-50% Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 10-20%
Trao đổi iôn có chọn lọc
với Amôni
Hiệu suất
thấp,kém ổn định

80-97% 0 70-95%
Trao đổi iôn có chọn lọc
với Nitrat
Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 75-90% 70-90%
Các phương pháp vật lý
Lọc
30-95% N dạng
cặn hữu cơ
Hiệu suất thấp Hiệu suất thấp 20-40%
Làm thoáng 0 60-95% 0 50-90%
Kết tủa bằng đện cực
100% N dạng cặn
hữu cơ
30-50% 30-50% 40-50%
Thẩm thấu ngược 60-90% 60-90% 60-90% 80-90%
7
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
7
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
Qua bảng phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý nitơ, ta thấy việc xử lý nitơ bằng phương
pháp sinh học cho hiệu quả rất cao. Cùng với việc ứng dụng phương pháp sinh học để
khử nitơ trong nước thải, ta còn lưu ý đến các phương pháp khác như: hóa học (châm
clo), vật lý (thổi khí), trao đổi ion...Theo thống kê các nhà máy ứng dụng các công nghệ
để xử lý nitơ thì chi có 6/1200 nhà máy là sử dụng biện pháp thổi khí, 8/1200 nhà máy
sử dụng biện pháp châm clo và duy nhất có 1 nhà máy là sử dụng biện pháp trao đổi ion.
Sở dĩ những biện pháp này ít được dùng là do chi phí đầu tư lớn, thêm vào đó là sự phức
tạp trong quá trình vận hành và bảo dưỡng.
Các phương pháp chủ yếu là:
Phương pháp sinh học:
- Các muối nitrat, nitrit tạo thành trong quá trình phân hủy hiếu khí sẽ được khử trong

điều kiện thiếu khí (anoxic) trên cơ sở các phản ứng khử nitrat.
Phương pháp hoá học và hoá lý:
- Vôi hoá nước thải đến pH = 10÷11 để tạo thành NH
4
OH và thổi bay hơi trên các
tháp làm lạnh.
- Phốt pho được lắng xuống nhờ các muối sắt, nhôm hoặc vôi.
Tuy nhiên, trong đó, phương pháp sinh học lại có những ưu điểm nổi bật như;
- Hiệu suất khử nitơ rất cao
- Sự ổn định và đáng tin cậy của quá trình rất lớn
- Tương đối dễ vận hành, quản lý
- Diện tích đất yêu cầu nhỏ
- Chi phí đầu tư hợp lý, vừa phải
2.4. Kết luận
Với những tác động xấu của hàm lượng nitơ có trong nước thải sinh hoạt và khu công
nghiệp đến sức khỏe con người cũng như môi trường, chúng ta nên xử lý nitơ xuống
dươi tiêu chuẩn cho phép trước khi xả nước thải ra môi trường (sông, hồ...)
Từ việc xem xét, đánh giá hiệu quả xử lý cũng như tổng quan các phương pháp xử lý
nitơ trong nước thải, chúng tôi lựa chọn phương pháp sinh học để xử lý
8
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
8
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
3. Xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học
3.1. Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý nitơ bằng phương pháp sinh học
Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nitơ amôn sẽ được
chuyển thành nitrit và nitrat nhờ các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi
môi trường thiếu ôxy, các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans (dạng kỵ khí tuỳ tiện)
sẽ tách ôxy của nitrát (NO
3

-
) và nitrit (NO
2
-
) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ phân tử N
2
tạo
thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
Hình 3. Qúa trình chuyển hóa Nitơ trong nước thải
Quá trình chuyển NO
3
-
→ NO
2
-
→ NO → N
2
O → N
2
với việc sử dụng mêtanol làm
nguồn các bon được biểu diễn bằng các phương trình sau đây:
3.1.1. Nitrat hóa
Nitrat hoá là một quá trình tự dưỡng (năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được
lấy từ các hợp chất ôxy hoá của Nitơ, chủ yếu là Amôni. Ngược với các vi sinh vật dị
dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO
2
(dạng vô cơ) hơn là các nguồn các bon hữu
cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một
đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá
trình dị dưỡng.

9
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
9
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amôni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại
vi sinh vật , đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. ở giai đoạn đầu tiên
amôni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat
Bước 1. NH
4
-
+ 1,5 O
2
 NO
2
-
+ 2H
+
+ H
2
O
Bước 2. NO
-
2
+ 0,5 O
2


NO
3
-

Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các
phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá
trình bằng phương trình sau :
NH
4
-
+ 2 O
2
 NO
3
-
+ 2H
+
+ H
2
O (*)
Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amôni được đồng hoá vận chuyển vào
trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình
sau :
4CO
2
+ HCO
3
-
+ NH
+
4
+ H
2
O  C

5
H
7
O
2
N + 5O
2
C
5
H
7
O
2
N tạo thành được dùng để tổng hợp nên sinh khối mới cho tế bào vi khuẩn.
Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau :
NH
4
+
+1,83O
2
+1,98 HCO
3
-
 0,021C
5
H
7
O
2
N + 0,98NO

3
-
+1,041H
2
O+1,88H
2
CO
3
Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá amôni thành nitrat cần 4,3 mg O
2
/ 1mg NH
4
+
. Giá trị
này gần bằng với giá trị 4,57 thường được sử dụng trong các công thức tính toán thiết
kế. Giá trị 4,57 được xác định từ phản ứng (*) khi mà quá trình tổng hợp sinh khối tế
bào không được xét đến.
3.1.2. Khử nitrit và nitrat:
Trong môi trường thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans (dạng kị
khí tuỳ tiện) sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hoá chất hữu cơ. Nitơ
phân tử N2 tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước.
+ Khử nitrat :
NO
3
-

+ 1,08 CH
3
OH + H
+

 0,065 C
5
H
7
O
2
N + 0,47 N
2
+ 0,76CO
2
+ 2,44H
2
O
+ Khử nitrit :
NO
2
-

+ 0,67 CH
3
OH + H
+
 0,04 C
5
H
7
O
2
N + 0,48 N
2

+ 0,47CO
2
+ 1,7H
2
O
Như vậy để khử nitơ công trình xử lý nước thải cần :
Điều kiện yếm khí ( thiếu ôxy tự do )
Có nitrat (NO
3
-
) hoặc nitrit (NO
2
-
)
Có vi khuẩn kị khí tuỳ tiện khử nitrat;
10
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
10
CHUYấN : X Lí NIT TRONG NC THI
Cú ngun cỏcbon hu c
Nhit nc thi khụng thp.
3.2. Cỏc dõy chuyn v cụng trỡnh x lý nit trong nc thi
3.2.1. Dõy chuyn cụng ngh x lý nit
- Quỏ trỡnh hu phn (Post - denitrification)
Nitrat húa (X lý sinh hc bc 2) Phn nitrat(X lý bc 3)
Nước thải sau xử lý
Nước thải trước xử lý
Bùn tuần hoàn
Có thể bổ sung nguồn cácbon hữu cơ
Bể lắngAnoxic

Aeroten (XLSH hoàn toàn
hay thổi khí kéo dài)
+ Ôxy hóa hiếu khí chất hữu cơ
+ Nitrat hóa
+ Khử nitrat hóa
Bùn dư
NO
3
Cấp khí
Hỡnh 4. S dõy chuyờn x lý Nit trong nc thi - Qỳa trỡnh hu phn
- Quỏ trỡnh tin phn (Pre denitrification)
Kh nitrat (Oxi húa hp cht hu c trong iu kin k khớ) nitrat húa (x lý bc 2)
Hỡnh 4. S dõy chuyờn x lý Nit trong nc thi - Qỳa trỡnh hu phn
Nước thải sau xử lý
Nước thải sau xử lý bậc I
Bùn tuần hoàn
Cấp khí
Bể lắngAerobicAnoxic
Bùn dư
NO
3
(thổi khí kéo dài)
Hỡnh 5. S dõy chuyờn x lý Nit trong nc thi - Qỳa trỡnh tin phn
- Quỏ trỡnh kt hp 2 phng phỏp trờn bng cỏch trỏo i cỏc quỏ trỡnh
nitrat húa v phn nitrat
11
GVHD: PGS.TS Trn c H Lp Cao hoc Mụi trng 2006
11
CHUYÊN ĐỀ: XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
Bïn d­

Anoxic
Aerobic
BÓ l¾ng
Bïn tuÇn hoµn
N­íc th¶i sau xö lý bËc I
N­íc th¶i sau xö lý
A
B
C1
C2
B
A
N­íc th¶i sau xö lý
Bïn tuÇn hoµn
BÓ l¾ng
Aerobic
Bïn d­
Aerobic
N­íc th¶i sau xö lý bËc I
C3
B
A
N­íc th¶i sau xö lý
N­íc th¶i sau xö lý bËc I
Bïn tuÇn hoµn
BÓ l¾ng
Aerobic
Anoxic
Bïn d­
Bïn d­

Aerobic
BÓ l¾ng
Bïn tuÇn hoµn
N­íc th¶i sau xö lý bËc I
N­íc th¶i sau xö lý
A
B
C4
Aerobic
Hình 6. Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Kết hợp 2 quá trình tiền
phản và hậu phản
12
GVHD: PGS.TS Trần Đức Hạ Lớp Cao hoc Môi trường 2006
12