Microsoft Word Cập nhật ngày 9 doc ) Giới thiệu công trình xử lý nước sinh hoạt, sản xuất Các phương pháp xử lý amôni trong nước Trong nước ngầm, các hợp chất nitơ có thể tồn tại dưới dạng các hợp chấ[.]
) Giới thiệu cơng trình xử lý nước sinh hoạt, sản xuất Các phương pháp xử lý amôni nước Trong nước ngầm, hợp chất nitơ tồn dạng hợp chất hữu cơ, nitrit, nitrat, amơni Có Hệ thống xử nhiều phương pháp xử lí amơn lý: Amơni & nước ngầm nước Sắt giới thử nghiệm đưa vào áp dụng: Làm thoáng để khử NH3 môi trường pH cao (pH = 10 11); clo hóa với nồng độ cao điểm đột biến (break-point) tręn đường cong hấp thụ clo nước, tạo cloramin; Trao đổi ion NH4+ vŕNO3- vật liệu trao đổi Kation/Anion, Klynoptilolyle hay Sepiolite; Nitrat hóa phương pháp sinh học; Nitrat hóa kết hợp với Khử nitrat; Cơng nghệ Annamox, Sharon/Annamox (nitrit hóa phần amơni, sau amơni cňn lại chất trao điện tử, nitrit tạo thành chất nhận điện tử, chuyển hóa thŕnh khí nitơ nhờ vi khuẩn kỵ khí; Phương pháp điện hóa, điện thẩm tách, điện thẩm tách đảo chiều; vv Vấn đề xử lý amôni nước cấp, lŕ mức nồng độ cao cỡ 10 - 20mg/l vŕ nữa, cịn mẻ khơng Việt Nam mà giới Trong điều kiện Việt Nam nói chung Hà Nội nói riêng, cần phải nghiên cứu tìm phương pháp phù hợp, đảm bảo số yêu cầu như: Hiệu xử lý cao, làm việc ổn định, chi phí chấp nhận được, phů hợp với thông số chất lượng nước ta Nhiều nghiên cứu gần cho thấy, số phương pháp xử lí amơni nước cấp phương pháp oxy hóa vi sinh - lọc sinh học ngập nước có thổi khí, có khơng có q trình khử nitrat (tùy theo nồng độ amơni ban đầu) tỏ có nhiều ưu điểm Phương pháp nŕy không gây ô nhiễm, không cần giai đoạn xử lý phụ phương pháp clo hóa, tốn công đoạn hoŕn nguyên vật liệu trao đổi Kation Cơ chế sinh hóa trình xử lý amơni nước ngầm phương pháp sinh học Đầu tięn, amơni oxy hóa thŕnh nitrit nhờ vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrosospire, Nitrosococcus, Nitrosolobus (pha thứ 1) Sau ion nitrit bị oxy hóa thŕnh nitrat nhờ vi khuẩn Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus (pha thứ 2) Các vi khuẩn nitrat hóa Nitrosomonas Nitrobacter thuộc loại vi khuẩn tự dưỡng hóa Năng lượng sinh từ phản ứng nitrat hóa (Nitơ Amơn lŕ chất nhường điện tử) vi khuẩn sử dụng trěnh tổng hợp tế bào Nguồn cacbon để sinh tổng hợp tế bào vi khuẩn cacbon vơ (HCO3- chính) Ngồi chúng tiêu thụ mạnh O2 Quá trình thường thực bể phản ứng sinh học với lớp bùn dính bám vật liệu mang - giá thể vi sinh Vận tốc q trình oxy hóa nitơ amon phụ thuộc vào tuổi thọ bùn (màng vi sinh vật), nhiệt độ, pH môi trường, nồng độ vi sinh vật, hŕm lượng nitơ amon, oxy hòa tan, vật liệu lọc Các vi khuẩn nitrat hóa có khả kết hợp thấp, việc lựa chọn vật liệu lọc nơi màng vi sinh vật dính bám có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất lŕm tương quan sản phẩm phản ứng sinh hóa Sử dụng vật liệu mang phù hợp làm giá thể cố định vi sinh cho phép giữ sinh khối tręn giá thể, tăng tuổi thọ bůn, nâng cao ổn định hiệu suất xử lý khối tích cơng trình tránh sốc thay đổi điều kiện môi trường Để loại bỏ nitrat nước, sau cơng đoạn nitrat hóa amoni lŕ khâu khử nitrat sinh hóa nhờ vi sinh vật dị dưỡng điều kiện thiếu khí (anoxic) Nitrit nitrat chuyển thành dạng khí N2 Để thực phương pháp này, người ta cho nước qua bể lọc kỵ khí với vật liệu lọc, nơi dính bám sinh trưởng vi sinh vật khử nitrat Quá trình đòi hỏi nguồn chất - chất cho điện tử Chúng chất hữu cơ, H2S, vv Nếu nước khơng có oxy có mặt hợp chất hữu mà vi sinh hấp thụ được, mơi trường anoxic, vi khuẩn dị dưỡng sử dụng NO3- nguồn ơxy để ơxy hóa chất hữu (chất nhường điện tử), NO3- (chất nhận điện tử) bị khử thành khí nitơ Vi khuẩn thu lượng để tăng trưởng từ trěnh chuyển hố NO3- thành khí N2 cần có nguồn cacbon để tổng hợp tế bào Do khử NO3- sau q trình nitrat hóa mà thiếu hợp chất hữu chứa cacbon phải đưa thêm chất vào nước Hiện nay, người ta thường sử dụng khí tự nhiên (chứa metan), rượu, đường, cồn, dấm, axetat natri, vv Axetat natri hoá chất thích hợp Trong thời gian từ 12/2002 đến 7/2004, Trung tâm Kỹ thuật môi trường đô thị vŕ khu công nghiệp (CEETIA), Đại học Xây dựng Hŕ Nội, phối hợp với Đại học Tổng hợp Kumamoto (Nhật Bản) đă nghiên cứu mơ hình thực nghiệm xử lý nitơ amôn nước ngầm nhân tạo phương pháp sinh học kết hợp nitrat hóa - khử Nitrat Vật liệu mang - giá thể vi sinh sợi acrylic chun dụng, có đặc tính nhẹ, rẻ, dạng sợi xù xì (để tăng độ bám cho mŕng vi sinh vật - biofilm), đường kính 1.5 mm, kết nối với thŕnh mạng lưới, màu trắng, Công ty Biofill, NET Co Ltd (Nhật Bản) sản xuất Mơ hình vận hành với hàm lượng nitơ amơni nước thí nghiệm ~ 20mg/l (là giá trị N-NH4+ cao nước ngầm số nhà máy nước Hà Nội nay) Các mơ hình chạy với chế độ khác nhau, mục đích lŕ xác định thơng số phù hợp cho đạt hiệu xử lý cao đảm bảo yęu cầu mặt kinh tế Các tiêu chí để lựa chọn chế độ vận hŕnh là: Thời gian lưu nước tối thiểu, đồng nghĩa với việc giảm khối tích cơng trình xử lý; Loại hóa chất phù hợp: chất ni, nguồn cacbon, chất kiềm; Lượng hóa chất bổ sung tối thiểu, để giảm chi phí vận hŕnh trạm xử lý, nghĩa chi phí sản xuất nước tối thiểu đạt hiệu xử lý: chất kiềm, nguồn cacbon; Xác định yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu xử lý nhiệt độ, độ kiềm, hàm lượng oxy hịa tan, có mặt ảnh hưởng hợp chất gây ức chế trình xử lý sắt, mangan, nitrit, vv Kết cho thấy, sau q trình Nitrat hóa, hàm lượng amơni nước thí nghiệm khoảng 20 mg/l giảm xuống xấp xỉ - 0,53mg/l, đạt hiệu suất từ 93,2 - 99,9%, với thời gian lưu nước Với hŕm lượng amôni nước 95%) HRT = 2giờ Sau xử lý NO2- đầu mơ hěnh khử nitrat cịn có lúc cao tiêu chuẩn cho phép (3 mg/l) Để khắc phục vấn đề tręn, thực giải pháp: tăng thời gian lưu nước vŕ điều chỉnh tỷ lệ F/M phů hợp; bổ sung thêm axetat natri để sử dụng hết oxy hòa tan nước; sục khí bổ sung sau cơng đoạn khử nitrat Kiểm sốt mùi lý cần thiết phải sục khí bổ sung sau khử nitrat Vật liệu mang acrylic tỏ phù hợp làm giá thể dính bám vi sinh xử lý sinh học So với vật liệu có nguồn gốc tự nhiên loại đá khống xốp, vật liệu có tiêu vượt trội hẳn độ sạch, diện tích tiếp xúc bề mặt, độ rỗng, độ bền, nhẹ, lại không bị tắc vŕ sức cản dòng chảy nhỏ Còn so với vật liệu nhân tạo khác, vật liệu có nhiều ưu điểm độ dính bám tốt, nhẹ, vŕ giá thành rẻ - Giá thành xử lý nước ngầm nhiễm amôni phức tạp tốn Theo kết tính tốn sơ bộ, giá thành sản xuất nước trạm cấp nước cỡ vừa lớn lên tới 4.000 - 4.500 đ/m3, nghĩa tăng gần gấp lần so với giá nước (chủ yếu lŕm - loại bỏ sắt, mangan khử trùng) ... hóa khử nitrat để đạt yęu cầu chất lượng nước với tiêu NO 3- (vì NH4+ chuyển hố thành NO 3-) - Do phản ứng nitrat hóa tiêu thụ ion HCO 3-, độ kiềm nước nguồn không đảm bảo, cần bổ sung thęm kiềm... học Tổng hợp Kumamoto (Nhật Bản) đă nghiên cứu mơ hình thực nghiệm xử lý nitơ amôn nước ngầm nhân tạo phương pháp sinh học kết hợp nitrat hóa - khử Nitrat Vật liệu mang - giá thể vi sinh sợi acrylic... điện tử), NO 3- (chất nhận điện tử) bị khử thành khí nitơ Vi khuẩn thu lượng để tăng trưởng từ trěnh chuyển hố NO 3- thành khí N2 cần có nguồn cacbon để tổng hợp tế bào Do khử NO 3- sau q trình