Nghiên cứu mô hình hoá quá trình khử nitơ trong nước bằng phương pháp sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Viết Thành Nghiên cứu mơ hình hố q trình khử Nitơ nước phương pháp sinh học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Công nghệ môi trường Hà Nội – 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Viết Thành Nghiên cứu mô hình hố q trình khử Nitơ nước phương pháp sinh học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Công nghệ môi trường NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG XUN HIN H Ni - 2005 Luận văn thạc sĩ khoa häc Ngun ViÕt Thµnh CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NITƠ 1.CÁC DẠNG NITƠ TRONG TỰ NHIÊN 1.1.1 Nitơ địa Nitơ nguyên tố đa lượng cần cho vi sinh vật, khơng có nitơ khơng có tế bào động, thực vật Trong đất hợp chất chứa Nitơ có hố trị –3 +5 Hợp chất có mức độ oxy hố khác Nitơ gặp với số lượng nhỏ Amoniac dạng tự thực tế đất không gặp, sản phẩm phân giải chất hữu cơ, hoà tan nhanh vào nước NH3 + H2O  NH4+ + OHDạng Nitơ khống đất ngồi NH4+, NO3-, NO2- gặp Nitơ oxit Hàm lượng dễ tiêu chúng nhỏ, chiếm –3% so với Nitơ tổng Q trình khống hố hợp chất hữu chứa Nitơ thành nitơ dạng NH 4+ gọi q trình amon hố vi sinh vật dị dưỡng (vi khuẩn nấm) thực Đó bước thứ q trình khống hố minh họa sau: C2H5NO2 + 3O2 + H+ → 2CO2 + NH4+ + H2O NH4+ hình thành bị hấp thụ keo đất phần dung dịch cân Đồng thời NH4+ có nhu cầu cho thể dị dưỡng khác để sinh trưởng gọi trình tái sử dụng hay đồng hố NH4+ NH4+ hình thành sử dụng vi sinh vật tự dưỡng (là vi sinh vật nhận lượng từ phản ứng hoá học để đồng hoá CO2) Vi sinh vật chuyển hoá NH4+ thành NO2- NO3- gọi trình Nitrat hố NO3- tạo anion khơng bị giữ keo đất, tồn linh động dung dịch dễ khỏi đất rửa trôi Tạo NO 3- tiền đề cho trình phản nitrat hố Mất Nitơ q trình phản nitrat hoỏ Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học Ngun ViÕt Thµnh thực vi khuẩn kỵ khí sử dụng NO3- chất nhận sản phẩm cuối (thay cho O2) tạo sản phẩm cuối N2 [10] Trong đất thường xuyên xảy trình cố định Nitơ sinh học Theo Postgate (1978) năm xâm nhập vào sinh từ khí 200Mt (mega tấn) nitơ so với sản xuất phần Nitơ toàn cầu 30 Mt Cố định Nitơ sinh học trình vi sinh vật sử dụng lượng dự trữ sản phẩm quang hợp để đồng hoá N2 thành NH3: N2 + 3H2 → 2NH3 Nitơ nguyên tố đa lượng biến đổi phức tạp đất có ý nghĩa độ phì đất khía cạnh mơi trường 1.1.2 Nitơ khí Phân tử Nitơ thành phần khí quyển, tác dụng tia sóng ngắn ( < 100 nm) xảy phản ứng quang hoá phức tạp với tạo thành nguyên tử nitơ hoạt hoá sau: N2 h N2+ + e- N2+ + O2 → NO+ + NO NO+ + e- → N0 + O Xét phương diện hố học khí nitơ NO NO2 có ý nghĩa lớn Nó xuất q trình oxy hố N2 với O2 ảnh hưởng việc phóng điện khí quyển: N2 + O2 Phóng điện 2NO Q, t0 cao Mặt khác bề mặt trái đất N2O sinh kết hoạt động vi sinh (quá trình phân huỷ chất hữu vi khuẩn trờn b mt trỏi t, Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Viết Thành quỏ trỡnh kh nitrat sinh học) Khi N2O khuyếch tán lên tầng bình lưu hấp thụ tia tử ngoại sóng ngắn ta có chuỗi phản ứng sau: [1] N2O NO + N N2O + O 2NO N2O + O N2 + O2 Việc oxy hoá NO thành NO2 nhờ oxy phân tử tiến hành tương đối chậm 2NO + O2 NO2 K = 2.10-38 cm3s-1 Nhưng với chất có tính ơxy hố mạnh O3, HO2- gốc RO2- tầng bình lưu NO dễ dàng chuyển thành NO2: NO + O3 NO2 + O2 NO + HO2- NO2 + OHO NO tham gia phản ứng với gốc OHO: NO + OH HNO2 Cuối phản ứng kết thúc NO2 phản ứng với gốc OHO cho HNO3 với số chất hoạt tính HO2, NO2 peroxyacylnitrat C2H3O5N (PAN) chất gây ăn mòn mạnh, phần tan nước theo mưa rơi xuống tầng bình lưu: NO2 + OHO → HNO3 NO2 + HO2 → HO2NO2 3NO2 + H2O → HNO3 + NO N2O5 + H2O → HNO3 (tạo mưa axít) Điều chứng tỏ HNO3 nguyên nhân làm giảm tạm thời NO2 khí tầng bình lưu Khi mưa rơi xuống đất tạo Nitrat, q trình khử ViƯn Khoa häc vµ Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Viết Thành nitrat bng phương pháp sinh học sinh N2 lại vào khí tạo thành vịng tuần hồn Nitơ khí 1.1.3 Nitơ thuỷ 1.1.3.1 Nitơ nước thiên nhiên Các hợp chất chứa Nitơ xâm nhập vào nước thiên nhiên từ chất thải sinh hoạt cơng nghiệp có chứa chất hữu chủ yếu protein Protein (hợp chất có chứa Nitơ) với tác dụng vi khuẩn biến thành ion amoni (NH4+) Ion amoni tác dụng vi sinh vật tự dưỡng hiếu khí Nitromonas chuyển hố thành NO2- Đến lượt NO2- tác dụng vi sinh vật tự dưỡng hiếu khí Nitrobacter chuyển hố thành NO3- [1] Nitrosomonas NH4+ +1.5 O2 NO2-+ 0.5 O2 2H+ + H2O + NO2Nitrobacter NO3- NO3- chất phú dưỡng cho đất xanh Ngồi quy trình trên, NO bổ xung vào nước thiên nhiên khơng khí chứa 72% Nitơ (N), gặp đám mây tích điện, Nitơ bị oxy hố thành N 2O5; N2O5 kết hợp với nước tạo thành axit nitric HNO3 có nước mưa Từ kết nghiên cứu ghi nhận với lượng mưa trung bình, năm nước mưa bổ sung thêm 12kg NO3 cho đất Các nguồn phân bón hố chất NPK nguồn bổ xung NH4+, NO3 cho nguồn nước mặt nước ngầm I.1.3.2 Các dạng nitơ nước thải: Nitơ có khả tồn bảy dạng ơxy hố khác có hố trị từ –3 đến + 5, tạo thành nhiều hợp chất Trong nước thải Nitơ thấy bốn dạng: Nitơ hữu cơ, NH4+, NO2, NO3 Trong nước thải, Nitơ kết hợp với vật chất protein va ure nitơ hữu S phõn hu Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa häc Ngun ViÕt Thµnh vi khuẩn dị dưỡng biết đến amon hoá chuyển hoá nitơ từ dạng Nitơ hữu sang amoni NH4+ Có thể tồn dung dịch hai dạng ion Amonium Amonia khơng ion hố Mối quan hệ hai dạng phụ thuộc vào độ pH biểu theo cơng thức sau: NH3 + H2O → NH4+ + OHAmoni tự không bị ion hố có nồng độ 0.2 mg/l gây hậu cho số loại cá đặc biệt Năm 1972 Các nhà bác học viện hàn lâm Quốc gia khuyên nồng độ moni tự nước cấp không 0.02 mg/l để đảm bảo an tồn Tính độc Amoniac khơng có vấn đề nước có độ pH nồng độ ammoniac nitrogen (NH 4+-N) không mg/l Nitrite nitrogen (NO2 N) hợp chất không bền dễ bị oxy hoá thành nitrate nitrogen (NO3 N) Nó tồn dạng hợp chất trung gian suốt q trình oxy hố Ammoniac nitrogen (NH4+-N) thành nitrate nitrogen(NO3 N) Nếu nước thải, nồng độ thường khơng q 1,0 mg/l Ở số loại nước thải cơng nghiệp có chứa nồng độ nitrite nitrogen mức đáng kể Nitrate nitrogen(NO3 N) có khả oxy hố tạo thành Nitrogen Nitrate chất dinh dưỡng giới hạn quan trọng cho phát triển tảo, nhiên hàm lượng vượt giới hạn cho phép, góp phần gây tượng phì dưỡng dịng suối hồ Chính vậy, trường hợp nào, xả với giới hạn cho phép để không gây ảnh hưởng đến phát triển mức tảo Trong trường hợp nước cấp sinh hoạt, nồng độ cho phép tối đa nitrate 10 mg/l 1.2 CHU TRÌNH CHUYỂN HỐ NITƠ TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG NƯỚC Chu trình Nitơ tự nhiên thực q trình sau: q trình cố định Nitơ, q trình amon hố, quỏ trỡnh nitrat hoỏ Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sÜ khoa häc Ngun ViÕt Thµnh q trình khử nitrat hố Hình 1.1 mơ tả q trình quan trọng vịng tuần hồn nitơ tự nhiên Bên cạnh q trình oxy hố khử phản ứng axit bazơ q trình hố học nối phân tách liên kết NC Các phản ứng thuỷ phân ure ơxy hố vi sinh NH4+ q trình amon hố bị hạn chế hàng loạt chất khác người ta ứng dụng đặc điểm để sử dụng tốt loại phân bón có chứa Nitơ Các trình nitrit nitrat hố bị ảnh hưởng vi khuẩn hố sinh chúng sử dụng lượng để đồng hố CO2 HCO3- hồ tan Q trình biến đổi Nitơ (Nitrat hố) biến đổi Nitơ vơ thành NO 3- Q trình khử nitrat hố với có mặt vi khuẩn khí, dị thể tác động tới N- NO3dưới điều kiện ơxy Sản phẩm khử tạo thành N 2, N2O Quá trình cố định nitơ trình nitơ khơng khí cố định vào thực vật vi sinh vật cố định nitơ thông qua dạng amon Các protein mùn thực vật sau lại bị phân huỷ thành amino axit → amoni→ dạng nitơ vơ khác Q trình xem Nitơ dạng vơ khơng khí vào hệ sinh vật cuối lại chuyển hoá dạng vụ c Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sĩ khoa häc Ngun ViÕt Thµnh Hình 1.1 Vịng tuần hồn Nitơ 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NƯỚC BỊ NHIỄM NITƠ TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ SỨC KHOẺ CỘNG ĐỒNG Nước thải chứa nhiều hợp chất Nitơ không xử lý mà thải trực tiếp vào môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng sau: - Làm ô nhiễm nguồn nước mặt - Làm cạn kiệt ơxy hồ tan nước - Gây nên tượng phì dưỡng hệ sinh thái nước - Gây độc quần thể sinh vật nước - Gây ô nhiễm nước ngầm Hiện tượng phì dưỡng nước hay cịn gọi tượng thuỷ triều đỏ, dư thừa chất dinh dưỡng N, P, K nước dẫn tới phát triển bùng nổ tảo động vật thuỷ sinh nước Sự phát triển tảo động vật thuỷ sinh làm cho nước có màu độ đục cao Tảo dư thừa chất kết thành khối trôi mặt nước, phân huỷ phát sinh mùi làm giảm nồng độ ôxy hoà tan nước, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống số loài cá Amoniac tồn nước dạng NH4+ Nó sinh từ thuỷ phân hợp chất hữu chứa nitơ, protein, ure axit uric động vật thải NH4+ có mặt nước thải góp phần đáng kể việc làm giảm lượng ơxy hồ tan nước Hàm lượng NH4+ nước sinh hoạt cao kết hợp với clo tạo ta cloramin tác nhân làm giảm trình khử trùng nước clo NO3- sản phẩm oxy hoá amoni tồn oxy vi sinh vật Nitrosomonas Nitrosobacter, thường gọi q trình q trình nitrat hố Trong nước tự nhiên nồng độ nitrat nhỏ 5mg/l, vùng nước bị ô nhiễm chất thải người, động vật, thực vật lượng nitrat nước lớn 10 mg/l làm cho rong tảo phát triển gây ô nhim ngun nc Khi Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Luận văn thạc sÜ khoa häc Ngun ViÕt Thµnh nồng độ nitrat từ 90 – 104 mg/l nguyên nhân gây nên bệnh methomoglobinemia cho trẻ nhỏ tháng tuổi 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC 1.4.1 Phương pháp clo hoá đến điểm đột biến Clo chất oxy hoá mạnh, dạng nào, nguyên chất hay hợp chất tác dụng với nước tạo phân tử axit hypoclorit HClO HClO chất có khả oxy hố NH3 NH4+ nhiệt độ phịng thành N2 Q trình bao gồm chuỗi phản ứng phức tạp tạo sản phẩm trung gian monochloramin (NH2Cl), dichloramin (NHCl2) amonium trichloride (NCl3) Khi cho clo vào nước ta có phản ứng sau: Cl2 + H2O  HCl + HClO Axit hypoclorit kết hợp với NH4+ tạo thành cloramin Khi nhiệt độ nước lớn 200C pH >7 phản ứng xảy sau: NH3 + HClO → NH2Cl + H2O (monochloramin) NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O (dichloramin) NHCl2 + HClO → NCl3 + H2O (amonium trichloride) Khi cho clo vào nước với liều lượng lớn theo tỉ lệ trọng lượng phân tử gam Cl: NH4+ = 1:1 (7,6 mg clo cho mg NH4+) q trình chuyển hố NH4+ clo tự thành chloramin sau 30 phút Khi cho tiếp clo vào nước với liều lượng Cl : NH4+  axít hypoclorit oxy hố tiếp cloramin theo phản ứng: [5][11] NH2Cl + NHCl2 + HClO → N2O + 4HCl NHCl2 + HClO → NH(OH)Cl + HCl NHCl2 + HClO → NCl3 + H2O NH(OH)Cl + HClO → HNO3 +3 HCl Quá trình kết thúc sau 30 phút khuấy trộn nhẹ Tại điểm oxy hoá hết cloramin nước xuất điểm clo tự gọi điểm đột biến Sau khử hết ViƯn Khoa häc vµ Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lôc a7.8 = df =0 dS ND a7.9 = df =0 dSC a7.10 = df K ALK = (t 7.6 r7 + t10.6 r10 )VR dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) a7.11 = df =0 dX a7.12 = df =0 dX S a7.13 = df = (t 5.6 r5 + t 7.6 r7 + t10.6 r10 + t12.6 r12 )VR dX H X H a7.14 = df =0 dX STO a7.15 = df =0 dX ND a7.16 = df = t17.6 r17 VR dX A X A a7.17 = df =0 dX TS XÐt hµm: f = QO S ND − QR S ND + (t 2.8 r2 − r3 ).VR = 0(8) Ta cã: a8.1 = df =0 dS a8.2 = df =0 dS1 a8.3 = df =0 dS S ViÖn Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phô lôc a8.4 = df =0 dS NH a8.5 = df =0 dS NO a8.6 = df =0 dS NO a8.7 = df =0 dS N a8.8 = df =− r3VR − QR dS ND S ND a8.9 = df =0 dSC a8.10 = df =0 dS ALK a8.11 = df8 =0 dX a8.12 = df KX = t 2.8 r2VR dX S X S ( K X + X S / X H ) a8.13 = df XS / XH = t 2.8 r2VR − r3 VR dX H X S ( K X + X S / X H ) XH a8.14 = df =0 dX STO a8.15 = df =0 dX ND a8.16 = df =0 dX A a8.17 = df =0 dX TS XÐt hµm: f = QO SC0 − QR SC + (t10.9 r10 ).VR (9) Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lục Ta cã: a9.1 = df =− t10.9 r10VR dS K0 + S0 a9.2 = df =0 dS1 a9.3 = df =0 dS S a9.4 = df =0 dS NH a9.5 = df =0 dS NO a9.6 = df K NO = t10.9 r10VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) a9.7 = df =0 dS N a9.8 = df =0 dS ND a4.9 = KC df = t10.4 r10VR dSC SC ( K C + SC ) a9.10 = df K ALK = t10.9 r10VR dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) a9.11 = df =0 dX a9.12 = df =0 dX S a9.13 = df = t10.9 r10VR dX H X H a9.14 = df =0 dX STO Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lục a9.15 = df =0 dX ND a9.16 = df =0 dX A a9.17 = df =0 dX TS 10 XÐt hµm: O f10 = QO S ALK − QR S ALK + (t1.10 r1 + t 2.10 r2 + t 3.10 r3 + t 4.10 r4 + t 5.10 r5 + t 6.10 r6 + t 7.10 r7 + t8.10 r8 + t 9.10 r9 + t10.10 r10 + t11.10 r11 + t12.10 r12 + t13.10 r13 + t14.10 r14 + t15.10 r15 + t16.10 r16 + t17.10 r17 ).VR = 0(10) Ta cã: df10 K0 = (t 4.10 r4 + t 6.10 r6 + t11.10 r11 + t12.10 r12 + t13.10 r13 )VR − dS0 S ( K + S ) − (t 5.10 r5 + t 7.10 r7 + t10.10 r10 + t14.10 r14 )VR + K0 + S0 K A.0 + (t 8.10 r8 + t 9.10 r9 + t15.10 r15 + t16.10 r16 )VR − t17.10 r17VR S ( K A.0 + S ) K0 + S0 a10.1 = a10.2 = df10 =0 dS1 a10.3 = df10 KS = (t 4.10 r4 + t 5.10 r5 )VR dS S S S ( K S + S S ) a10.4 = df10 K NH K A NH = (t 6.10 r6 + t 7.10 r7 )VR + (t8.10 r8 + t12.10 r12 )VR dS NH S NH ( K NH + S NH ) S NH ( K A NH + S NH ) df10 K NO = (t 5.10 r5 + t 10 r7 + t12.10 r12 )VR + dS NO S NO ( K NO + S NO ) K A NO + (t 9.10 r9 + t15.10 r15 )VR S NO ( K A NO + S NO ) a10.5 = df10 K NO = (t 5.10 r5 + t 10 r7 + t10.10 r10 + t12.10 r12 + t14.10 r14 )VR + dS NO S NO ( K NO + S NO ) K A NO + (t17.10 r17 )VR S NO ( K A NO + S NO ) a10.6 = ViÖn Khoa häc Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lôc a10.7 = df10 =0 dS N a10.8 = df10 =0 dS ND a10.9 = df10 KC = t10.9 r10VR dSC S C ( K C + S C ) df10 K ALK = (t 6.10 r6 + t 7.10 r7 + t10.10 r10 )VR + dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) K A ALK + (t 8.10 r8 + t 9.10 r9 + t15.10 r15 )VR S ALK ( K A ALK + S ALK ) a10.10 = a10.11 = df10 =0 dX a10.12 = df10 KX = (t1.10 r1 + t 2.10 r2 )VR dX S X S ( K X + X S / X H ) a10.13 = df10 XS / XH = (t1.10 r1 + t 2.10 r2 )VR − dX H X S ( K X + X S / X H ) − (t 3.10 r3 + t 4.10 r4 + t 5.10 r5 + t 6.10 r6 + t 7.10 r7 + t10.10 r10 + t11.10 r11 + t12.10 r12 )VR XH a10.14 = df10 = t13.10 r13 + t14.10 r14 ).VR dX STO X STO a10.15 = df10 = t12.10 r12VR dX ND X ND a10.16 = df10 = (t 8.10 r8 + t 9.10 r9 + t15.10 r15 + t16.10 r16 + t17.10 r17 ).VR dX A X A a10.17 = df10 =0 dX TS ViÖn Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phơ lơc 11 XÐt hµm: f11 = QO X I0 − QR X I + ( f I r11 + f I r12 + f I r16 + f I r17 ).VR = 0(11) Ta cã: a11.1 = K0 df11 = r4VR + f i (r11 + r12 + r16 + r17 )VR dS0 S ( K + S ) a11.2 = df11 =0 dS1 a11.3 = df11 =0 dS S a11.4 = df11 =0 dS NH a11.5 = K NO df = (r12 + r17 )VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) a11.6 = K NO df11 = (r12 + r17 )VR R dS NO S NO ( K NO + S NO ) a11.7 = df11 =0 dS N a11.8 = df11 =0 dS ND a11.9 = df11 =0 dSC a11.10 = df11 =0 dS ALK a11.11 = df11 = −QR dX a11.12 = df11 =0 dX S a11.13 = df11 = f i (r3 + r4 )VR dX H X H Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hµ Néi Phơ lơc a11.14 = df11 =0 dX STO a11.15 = df11 =0 dX ND a11.16 = df11 =0 dX A a11.17 = df11 =0 dX TS 12 XÐt hµm: f12 = QO X S0 − QR X S − r1VR Ta cã: a12.1 = df12 =0 dS a12.2 = df12 =0 dS1 a12.3 = df12 =0 dS S a12.4 = df12 =0 dS NH a12.5 = df12 =0 dS NO a12.6 = df12 =0 dS NO a12.7 = df12 =0 dS N a12.8 = df12 =0 dS ND a12.9 = df12 =0 dSC Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - §HBK Hµ Néi Phơ lơc a12.10 = df12 =0 dS ALK a12.11 = df12 =0 dX a12.12 = df12 KX =− r1VR − QR dX S X S (K X + X S / X H ) a12.13 = XS / XH df12 = r1VR dX H X S ( K X + X S / X H ) a12.14 = df12 =0 dX STO a12.15 = df12 =0 dX ND a12.16 = df12 =0 dX A a12.17 = df12 =0 dX TS 13 XÐt hµm: f13 = QO X H0 − QR X H + (r6 + r7 − r11 − r12 ).VR Ta cã: a13.1 = df13 K0 = (r6 − r11 − r12 )VR − r7VR dS0 S ( K + S ) K0 + S0 a13.2 = df =0 dS1 a13.3 = df13 =0 dS S a13.4 = df13 K NH = (r6 + r7 )VR dS NH S NH ( K NH + S NH ) a13.5 = df13 K NO = (r7 − r12 )VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) ViÖn Khoa häc Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lôc a13.6 = df13 K NO = (r7 − r12 )VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) a13.7 = df13 =0 dS N a13.8 = df13 =0 dS ND a13.9 = df13 =0 dSC a13.10 = df13 K ALK = (r6 + r7 )VR dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) a13.11 = df13 =0 dX a13.12 = df13 =0 dX S a13.13 = df13 = (r6 + r7 − r11 − r12 )VR dX H X H a13.14 = df13 =0 dX STO a13.15 = df13 =0 dX ND a13.16 = df13 =0 dX A a13.17 = df13 =0 dX TS 14 XÐt hµm: f14 = QO X STO − QR X STO + (YSTO.O r4 + YSTO NO r5 − r6 r − − r13 − r14 ).VR =0 Y HO YH NO ViÖn Khoa häc Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lôc Ta cã: K0 r df14 = (YSTO.O r4 + YSTO NO r5 − + t13.14 r13 + t14.14 r14 )VR − dS S ( K + S ) YH O r − (YSTO NO r5 − )VR K0 + S0 YH NO a14.1 = a14.2 = df14 =0 dS1 a14.3 = KS df14 = (YSTO.O r4 + YSTO NO r5 )VR dS S S S ( K S + S S ) a14.4 = K NH r r df14 =− ( + )VR dS NH S NH ( K NH + S NH ) YH O YH NO a14.5 = K NO r7 df14 = VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) YH NO a14.6 = K NO r df14 = (YSTO NO r5 − )VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) YH NO a14.7 = df14 =0 dS N a14.8 = df14 =0 dS ND a14.9 = df14 =0 dSC a14.10 = r r df14 K ALK = ( + )VR dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) YH O YH NO a14.11 = df14 =0 dX a14.12 = df14 =0 dX S a14.13 = r r df14 = (YSTO.O r4 + YSTO NO r5 − − )VR dX H X H YH O YH NO ViƯn Khoa häc vµ Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lục a14.14 = df14 =0 dX STO a14.15 = df14 =0 dX ND a14.16 = df14 =0 dX A a14.17 = df14 =0 dX TS 15 XÐt hµm: f15 = QO X ND − QR X ND − r2 VR = Ta cã: a15.1 = df15 =0 dS a15.2 = df15 =0 dS1 a15.3 = df15 =0 dS S a15.4 = df15 =0 dS NH a15.5 = df15 =0 dS NO a15.6 = df15 =0 dS NO a15.7 = df15 =0 dS N a15.8 = df15 =0 dS ND a15.9 = df15 =0 dSC Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - §HBK Hµ Néi Phơ lơc a15.10 = df15 =0 dS ALK a15.11 = df15 =0 dX a15.12 = df15 KX =− r2VR dX S X S (K X + X S / X H ) a15.13 = df15 =0 dX H a15.14 = df15 =0 dX STO a15.15 = df15 =0 dX ND a15.16 = df15 =0 dX A a15.17 = df15 =0 dX TS 16 XÐt hµm: f16 = QO X A0 − QR X A + (r15 − r16 − r17 ).VR =0 Ta cã: a16.1 = df16 K0 = (r15 − r16 )VR − r17VR dS0 S ( K + S ) ( K A.0 + S ) a16.2 = df16 =0 dS1 a16.3 = df16 =0 dS S a16.4 = df16 K NH = r15VR dS NH S NH ( K NH + S NH ) a16.5 = df16 K NO = r15VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lục a16.6 = df16 K NO = r17VR dS NO S NO ( K NO + S NO ) a16.7 = df16 =0 dS N a16.8 = df16 =0 dS ND a16.9 = df16 =0 dSC a16.10 = df16 K ALK = r17VR dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) a16.11 = df16 =0 dX a16.12 = df16 =0 dX S a16.13 = df16 =0 dX H a16.14 = df16 =0 dX STO a16.15 = df16 =0 dX ND a16.16 = df16 = (r15 − r16 − r17 ).VR dX A X A a16.17 = df16 =0 dX TS 17 XÐt hµm: f17 = QO X TS0 − QR X TS + (t1.17 r1 + t 2.17 r2 + t 3.17 r3 + t 4.17 r4 + t 5.17 r5 + t 6.17 r6 + t 7.17 r7 + t8.17 r8 + t 9.17 r9 + t10.17 r10 + t11.17 r11 + t12.17 r12 + t13.17 r13 + t14.17 r14 + t15.17 r15 + t16.17 r16 + t17.17 r17 ).VR = 0(17) Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hµ Néi Phơ lơc Ta cã: a17.1 = df17 K0 = (t 4.17 r4 + t 6.17 r6 + t11.17 r11 + t12.17 r12 + t13.17 r13 )VR + r5VR dS0 S ( K + S ) S (K + S ) a17.2 = df17 =0 dS1 a17.3 = df17 KS = (t 4.17 r4 + t 5.17 r5 )VR dS S S S ( K S + S S ) a17.4 = df17 K NH K A NH = (t 6.17 r6 + t 7.17 r7 )VR + (t8.17 r8 + t15.17 r15 )VR dS NH S NH ( K NH + S NH ) S NH ( K A NH + S NH ) df17 K NO = (t 5.17 r5 + t 17 r7 + t12.17 r12 )VR + dS NO S NO ( K NO + S NO ) K A NO + (t 9.17 r9 + t15.17 r15 )VR S NO ( K A NO + S NO ) a17.5 = df17 K NO = (t 5.17 r5 + t 17 r7 + t10.17 r10 + t12.17 r12 + t14.17 r14 )VR + dS NO S NO ( K NO + S NO ) K A NO + (t17.17 r17 )VR S NO ( K A NO + S NO ) a17.6 = df17 =0 dS N a17.7 = a17.8 = df dS ND a17.9 = = S ND t 2.17 r2VR df17 KC = t10.17 r10VR dSC S C ( K C + S C ) df17 K ALK = (t 6.17 r6 + t 7.17 r7 + t10.17 r10 )VR + dS ALK S ALK ( K ALK + S ALK ) K A ALK + (t 8.17 r8 + t 9.17 r9 + t15.17 r15 )VR S ALK ( K A ALK + S ALK ) a17.10 = a17.11 = df17 =0 dX Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hà Nội Phụ lục a17.12 = df17 KX = (t1.17 r1 + t 2.17 r2 )VR dX S X S ( K X + X S / X H ) df17 = (t1.17 r1 + t 2.17 r2 + t 3.17 r3 + t 4.17 r14 + t 5.17 r5 + t 6.17 r6 + t 7.17 r7 + t10.17 r10 + dX H X H + t11.17 r11 + t12.17 r12 )VR a17.13 = a17.14 = df17 = (t13.17 r13 + t14.17 r14 ) dX STO X STO a17.15 = df17 = t 2.17 r2VR dX ND X ND a17.16 = df17 = (t 8.17 r8 + t 9.17 r9 + t15.17 r15 + t16.17 r16 + t17.17 r17 ).VR dX A X A a17.17 = df17 =0 dX TS Viện Khoa học Công nghệ Môi tr-ờng - ĐHBK Hµ Néi ... → N2 + 3HBr 1.4.5 Phương pháp sinh học Để xử lý nitơ nước có nhiều phương pháp khác thực nhiều trình hố học, vật lý khác phương pháp xử lý Nitơ phương pháp sinh học phương pháp phổ biển sử dụng... sinh học xử lý nước điều kiện nhân tạo có hai phương pháp q trình lọc sinh học kỹ thuật SBR a) Quá trình lọc sinh học: Xử lý Nitơ nước thải lọc sinh học dạng xử lý hiếu khí, tác nhân sinh học. .. QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NITƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Trong nước thải Nitơ tồn dạng: Nitơ hữu cơ, NH4+ , NO2, NO3, muốn tách chúng khỏi nước thải ta phải áp dụng nhiều trình xử lý khác Các q trình sinh