Cách kiểm soát Nitơ trong nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt chứa quá nhiều nitơ có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, trong đó tảo và thực vật thủy sinh phát triển quá mức, làm giảm nồng độ oxy trong nước và gây hại cho các sinh vật sống dưới nước khác. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về các cách khác nhau để kiểm soát nitơ trong nước thải sinh hoạt. 

Nitơ và các dạng tồn tại của nitơ

Nitơ (N) là một nguyên tố hóa học hiện diện trong các hệ sinh thái và quá trình sống của các sinh vật. Trong môi trường sinh học, nitơ tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, đóng vai trò quan trọng trong các chu trình sinh học và quá trình đào thải.

Trong hệ sinh thái, nitơ thường được tìm thấy dưới dạng hợp chất hữu cơ như amino axit và protein. Amino axit, các đơn vị cấu thành của protein, chứa nitơ và là một phần quan trọng của cấu trúc và chức năng của các protein trong tất cả các sinh vật. Khi sinh vật chết hoặc bã thải sinh học bị phân hủy, các hợp chất này được giải phóng và trở thành một nguồn nitơ quan trọng cho các sinh vật khác và các quá trình sinh học khác.

Nitơ cũng tồn tại dưới dạng các hợp chất oxy hóa như nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-). Cả hai hợp chất này đều là các ion nitơ quan trọng trong chu trình nitơ sinh học. Chúng có thể được sản xuất thông qua quá trình nitrat hóa và nitrit hóa từ các hợp chất hữu cơ, được sử dụng làm nguồn nitơ cho cây trồng và vi sinh vật.

Amoniac (NH3) là một dạng khác của nitơ cũng thường được tìm thấy trong môi trường sinh học. Amoniac thường được tạo ra thông qua quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và là một sản phẩm của quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Đây là một nguồn nitơ quan trọng cho vi sinh vật và cây trồng, nhưng cũng có thể gây hại cho môi trường nếu được phát thải quá mức vào môi trường nước.

Vấn đề nitơ trong nước thải sinh hoạt 

Nước thải sinh hoạt chứa các hợp chất có liên quan đến nitơ, phát sinh từ các hoạt động hàng ngày như tắm giặt, nấu ăn và sinh hoạt cá nhân. Trong nước thải sinh hoạt, nitơ tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, bao gồm:

- Amoniac (NH3/NH4+): Là một trong những dạng chính của nitơ trong nước thải sinh hoạt. Amoniac được tạo ra chủ yếu từ quá trình phân hủy các hợp chất chứa nitơ như protein và urin trong nước tiểu.

- Protein, Peptid, Axit Amin: Đây là các dạng hợp chất hữu cơ chứa nitơ, được thải ra từ hoạt động hàng ngày như nấu ăn và sinh hoạt cá nhân.

- Nitrat và Nitrit: Mặc dù có hàm lượng thấp trong nước thải sinh hoạt, nhưng nitrat và nitrit vẫn tồn tại và có thể ảnh hưởng đến môi trường nước.

Việc thải ra nước thải sinh hoạt chứa nhiều nitơ có thể gây ra các vấn đề môi trường, bao gồm ô nhiễm nước, tăng sự phát triển của tảo và sinh vật ký sinh và gây nên hiện tượng phát quang nước.

Vì sao nước thải vượt nitơ lại nguy hại? 

Khi lượng nitơ trong nước thải cao, các loại thực vật như rêu và tảo có thể phát triển mạnh mẽ. Tình trạng này được gọi là phú dưỡng hóa và dẫn đến sự sản sinh ra các chất độc hại như NH4, H2S, CO2, CH4. Sự phát triển quá mức của các loại thực vật này không chỉ gây ra mất cân bằng sinh thái mà còn làm suy giảm chất lượng nước và gây ra ô nhiễm môi trường.

Một số hợp chất nitơ như nitroamine được tìm thấy trong nước thải có thể gây ra nguy cơ ung thư cho con người. Khi nước thải chứa lượng nitơ cao được xử lý không đúng cách, các chất này có thể tiếp xúc với cơ thể con người thông qua nước uống hoặc tiếp xúc da, tạo ra nguy cơ sức khỏe nghiêm trọng.

Lượng nitơ cao trong nước thải có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý nước thải, đặc biệt là các quá trình xử lý sinh học. Mặt khác, nitơ cũng có thể tương tác với các hóa chất khác trong quá trình xử lý, tạo ra các sản phẩm phụ độc hại cho người vận hành và làm giảm hiệu suất của các hệ thống xử lý.

Xử lý và kiểm soát nitơ trong nước thải sinh hoạt

Xử lý và kiểm soát nitơ trong nước thải sinh hoạt liên quan mật thiết đến sức khỏe cộng đồng. Quá trình xử lý bao gồm:

Xử lý nitơ bằng sinh học

Việc xử lý nitơ trong nước thải sinh hoạt thường được thực hiện thông qua các phương pháp sinh học hiệu quả. Cụ thể, vi sinh vật được sử dụng để chuyển hóa các hợp chất nitơ độc hại thành khí N2, giúp giảm nồng độ nitơ trong nước thải.

Vi khuẩn như Nitrosomonas và Nitrobacter được sử dụng để chuyển đổi amoniac thành nitrat, sau đó nitrat được khử thành khí nitơ tự do. Quá trình này giúp giảm nồng độ nitơ trong nước thải và đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng cho nước thải đầu ra.

Xử lý nitơ bằng lý hóa

Ngoài phương pháp sinh học, cũng có các phương pháp lý hoá và hóa học được áp dụng để loại bỏ nitơ trong nước thải.

- Tripping: Phương pháp này chuyển đổi amonia trong nước thải thành dạng khí và loại bỏ chúng bằng cách sử dụng lượng khí lớn. Tuy nhiên, đây đòi hỏi điều kiện pH cụ thể và không hiệu quả 100%.

- Trao đổi Ion: Sử dụng hạt nhựa Kationit để loại bỏ amoniac trong nước thải. Tuy nhiên, phương pháp này có thể phức tạp và tốn kém, thường không phù hợp cho quy mô lớn.

- Phương pháp hóa học: Xử lý nitơ trong nước thải bằng cách điều chỉnh pH và sử dụng các hợp chất hóa học như Ca(OH)2 để chuyển đổi amoni thành khí nitơ. Sau đó, khí nitơ được đưa ra ngoài không khí thông qua quá trình làm lạnh.

Kiểm soát nitơ trong nước thải sinh hoạt

Để kiểm soát nitơ trong nước thải sinh hoạt và ngăn chặn tác động tiêu cực lên môi trường, cần thực hiện các biện pháp sau:

- Quản lý nguồn gốc: Kiểm soát và giảm thiểu việc sử dụng các chất có chứa nitơ trong các hoạt động sinh hoạt hàng ngày.

- Tăng cường xử lý: Nâng cao hiệu quả các quá trình xử lý nitơ trong nước thải bằng cách sử dụng các phương pháp xử lý tiên tiến và hiệu quả.

- Giám sát và đánh giá: Thực hiện giám sát định kỳ và đánh giá chất lượng nước thải để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn và điều chỉnh các biện pháp xử lý khi cần thiết.

Việc xử lý và kiểm soát nitơ trong nước thải sinh hoạt không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cộng đồng và duy trì cân bằng sinh thái của hệ thống nước.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ KHƯƠNG VIỆT HÀN
Địa chỉ: 2/27B Đông Hưng Thuận 11, P. Đông Hưng Thuận, Q.12, TPHCM
Điện thoại: 0987 988 107 - 0946 194 143
Website: locphen.com.vn