Xử lý amoni trong nước thải bằng công nghệ Stripping

Amoni là một trong những chỉ tiêu chính cần được quan tâm trong vấn đề xử lý nước thải. Đặc biệt là trong các loại nước thải có thành phần chính là chất hữu cơ. Nếu không được xử lý đúng cách, amoni sẽ gián tiếp trở thành mối đe dọa đối với môi trường và sức khỏe con người. Trong bài viết này, WeMe sẽ giới thiệu đến bạn đọc về công nghệ xử lý amoni trong nước thải của chúng tôi. Công nghệ này không những có khả năng xử lý nước thải giàu amoni một cách hiệu quả mà còn xử lý tốt cả chỉ tiêu ô nhiễm khác có trong nước thải sinh hoạt.

Thực trạng của amoni trong nước thải hiện nay

Hoạt động sinh hoạt của công nhân tại các nhà máy, khu công nghiệp, công trình xây dựng phát sinh ra một lượng lớn nước thải sinh hoạt. Lượng nước thải này chứa các chỉ tiêu ô nhiễm như:

• Chất hữu cơ;
• Chất rắn lơ lửng;
• N, P;
• Vi sinh vật;
• …

Có nhiều trường hợp, hàm lượng amoni và nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt từ các nguồn trên vượt quy định từ 3 – 8 lần. Chỉ số amoni dao động từ 60 – 120 mg/L. Trong khi, các chỉ số BOD và COD khá thấp hoặc thậm chí không vượt quy định.

Bản thân amoni không gây hại. Tuy nhiên, các hợp chất sinh ra do quá trình oxy hóa amoni là nitrit (NO₂^–) và nitrat (NO₃^–) lại rất độc đối với môi trường và sức khỏe con người. Amoni còn làm hao hụt clo trong quá trình khử trùng nước do NH₃ tạo hợp chất với clo, làm mất tác dụng khử trùng. Và đồng thời có thể sinh ra những dẫn chất nguy hiểm như cloramin (monocloramin, dicloramin, triclonitơ).

Do đó, cần phải có công nghệ xử lý amoni trong nước thải phù hợp cho loại nước thải có tính chất như trên.

Các cách nhận biết hàm lượng amoni trong nước thải đang cao

Amoni là sản phẩm của quá trình phân hủy các chất hữu cơ có mặt trong nước thải. Trong nước, amoni tồn tại dưới nhiều dạng. Nhưng phổ biến nhất là 2 dạng ion NH₄⁺  và NH­₃. Hai ion này hòa tan phụ thuộc vào pH của nước.

Trong nước thải sinh hoạt thì có tới 65% nitơ tồn tại dưới dạng amoni do quá trình phân hủy ure của nước tiểu.

Nước thải có hàm lượng amoni cao sẽ có mùi khai. Do đó, ta có thể dễ dàng nhận biết được thông qua đặc tính này.

Để nhận biết chính xác hàm lượng amoni trong nước thải, ta có thể thực hiện bằng cách phân tích. Nếu kết quả phân tích cho ra chỉ số amoni vượt quá 10 mg/L (giá trị cho phép theo QCVN 14:2008/BTNMT, cột B và QCVN 40:2011/BTNMT, cột B) thì phải tiến hành xử lý.

Công nghệ xử lý amoni trong nước thải

Trường hợp xử lý amoni trong nước thải là chủ yếu

Dưới đây là sơ đồ công nghệ xử lý amoni trong nước thải được WeMe áp dụng cho trường hợp xử lý hàm lượng amoni là chủ yếu.

Thuyết minh:

• Nước thải sinh hoạt theo cống dẫn được tách rác, dầu mỡ và tập trung về hố thu gom.

• Bể stripping:

Loại bỏ amoni ra khỏi nước thải dựa trên sự chuyển hóa qua lại giữa NH₄⁺ và NH₃. Cung cấp hóa chất để điều chỉnh pH của nước thải đạt mức 11.0 – 13.0. NH₄⁺ ở điều kiện pH nêu trên sẽ chuyển hóa thành NH₃. NH₃ là chất khí dễ bay hơi. Dựa vào tính chất này, stripping sử dụng luồng khí cấp từ dưới lên để đẩy NH₃ ra khỏi nước thải. Từ đó làm giảm nồng độ amoni trong nước thải xuống mức cho phép.

• Bể điều hòa:

Có nhiệm vụ cân bằng lưu lượng và nồng độ của nước thải ở mức ổn định. Bể điều hòa được cấp khí liên tục nhằm xáo trộn nước thải, tránh lắng cặn và xảy ra quá trình phân hủy kỵ khí gây mùi hôi.

• Bể anoxic:

Được khuấy trộn thường xuyên nhờ không khí để tăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông bùn và kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi gây vón bùn và nổi bọt. Tại đây sẽ diễn ra quá trình loại bỏ C, chuyển hóa P, khử nitrat NO₃^– thành N₂ tự do bay ra ngoài không khí.

• Bể hiếu khí:

Diễn ra quá trình loại bỏ chất hữu cơ nhờ vào hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí. Các chất hữu cơ được phân hủy thành CO₂ và H₂O. Bể aerotank được cấp khí liên tục nhờ máy thổi khí và hệ thống phân phối khí dưới đáy bể.

• Bể lắng đứng:

Tách các bùn cặn ra khỏi nước nhờ lắng trọng lực. Nước thải được phân phối vào ống trung tâm. Sau khi ra khỏi ống trung tâm, nước thải va vào thành bể và chuyển động đi lên. Các bùn được lắng xuống đáy bể.

• Nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT cột A/B để xả ra nguồn tiếp nhận.

Trường hợp cần xử lý tất cả các thông số

Trường hợp cần xử lý tất cả các thông số, WeMe sẽ kết hợp thêm module MBR vào quá trình xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt để mang lại hiệu quả cao nhất.

Thuyết minh:

• Quá trình xử lý từ giai đoạn đầu đến bể hiếu khí sẽ tương tự như trường hợp trên. Điểm khác biệt giữa 2 công nghệ này đó là ở module MBR. Cấu tạo module gồm các màng lọc MBR được cố định và đặt ngập trong bể hiếu khí.
• Trong bể hiếu khí có lắp bơm chìm nước thải để bơm nước lên module MBR. Tại module sẽ tiếp tục diễn ra quá trình phân giải chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí.
• Do màng MBR có kích thước vi lọc (0.1 – 0.4 µm) nên toàn bộ bùn, vi sinh vật, chất rắn lơ lửng,… sẽ được giữ lại trên bề mặt màng. Chỉ có nước sạch được phép đi qua.
• Nước thải sau khi qua module MBR đã đạt QCVN 14:2008/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT cột A/B để xả ra nguồn tiếp nhận.
• Module MBR được cấp khí liên tục phục vụ cho quá trình xử lý hiếu khí, đồng thời thổi tung các cặn bẩn bám trên bề mặt màng. Định kỳ, javel cùng với hóa chất được bơm ngược vào module để vệ sinh màng lọc MBR. Mục đích là để hạn chế nghẹt màng, giúp quá trình xử lý diễn ra trơn tru nhất. Quá trình rửa ngược này được module MBR thực hiện hoàn toàn tự động. 

Cách tính toán lượng hóa chất thêm vào trong quá trình xử lý amoni

Để điều chỉnh pH đạt mức 11.0 – 13.0, thuận lợi cho quá trình chuyển hóa NH₄⁺ thành NH₃, ta cần châm thêm hóa chất để tăng độ pH.

• Hóa chất sử dụng: dung dịch NaOH 10%.
• Độ pH cần đạt được: 11.0 (đây là điểm pH tối ưu về kinh tế đã được WeMe thực nghiệm qua).

Cách xác định lượng hóa chất cần thêm vào để điều chỉnh pH ở bể stripping cho quá trình xử lý amoni trong nước thải

Bước 1: Pha dung dịch NaOH 10% theo tỷ lệ 100 g xút vảy khô + 900 mL nước sạch.

Bước 2: Lấy 1 L nước thải đầu vào, châm từ từ dung dịch NaOH 10%. Vừa châm vừa dùng máy đo pH kiểm tra đến khi pH đạt điểm tối ưu (11.0) thì dừng lại.

Bước 3: Xác định thể tích NaOH tiêu hao cho 1 L nước thải theo công thức:

V_{tiêu hao} = V_{ban đầu} – V_{còn lại}

Bước 4: Xác định thể tích xút vảy khô tiêu hao cho 1 L nước thải theo công thức:

V_{chất tan} = (C% x V_{dung dịch})/100%. Trong đó:

• C% = 10%
• V_{chất tan} là thể tích xút vảy khô tiêu hao cho 1 L nước thải
• V_{dung dịch} = V_{tiêu hao}

Bước 5: Xác định khối lượng xút vảy khô tiêu hao cho 1 L nước thải theo công thức:

m = (100% x D x V_{chất tan})/a. Trong đó:

• D là khối lượng riêng của NaOH = 2.13 g/cm³
• a là độ tinh khiết của hóa chất

Bước 6: Tính lượng xút vảy khô tiêu hao cho cả hệ thống trong 1 ngày.

Bước 7: Dùng bơm định lượng để châm hóa chất tự động. Việc điều chỉnh bơm được tính toán dựa trên lưu lượng bơm và thể tích NaOH 10% cần châm trong ngày. Giả sử, thể tích NaOH 10% cần châm trong 1 ngày là a L  → ta cần điều chỉnh bơm có lưu lượng là a/24 (L/giờ).

Cách xác định hóa chất cho quá trình rửa ngược của module MBR

Tham khảo tại bài viết: Công nghệ màng MBR trong xử lý nước thải.

Những ưu điểm nổi bật của công nghệ xử lý amoni trong nước thải

Bảng: Những ưu điểm nổi bật của công nghệ xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt từ WeMe

Trường hợp xử lý hàm lượng amoni là chủ yếu

Trường hợp cần xử lý tất cả các thông số

Quá trình vận hành đơn giản, dễ kiểm soát Duy trì được pH giúp hệ thống hoạt động ổn định mà không bị ảnh hưởng bởi sự biến động của nước thải Kiểm soát tốt quá trình loại bỏ amoni khỏi nước thải Quá trình xử lý nhờ vào hoạt động của vi sinh vật nên thân thiện với môi trường, không tạo ra các sản phẩm phụ gây độc hại Chi phí đầu tư phù hợp cho tất cả các doanh nghiệp với đa dạng công suất khác nhau. Hệ thống có công suất 30 m3/ngày.đêm được WeMe cung cấp với mức giá khoảng 330 triệu đồng, bao gồm VAT)

Bên cạnh những ưu điểm của trường hợp trên thì việc kết hợp thêm module MBR còn mang lại thêm nhiều ưu điểm khác như: Công nghệ MBR cho chất lượng đầu ra vượt trội do loại bỏ gần như triệt để chất ô nhiễm Có thể tái sử dụng nước đầu ra để tưới cây, rửa đường, dội rửa toilet → tiết kiệm chi phí sử dụng nước Module MBR làm thay nhiệm vụ của bể lắng, lọc và khử trùng. Do đó không cần xây dựng thêm các bể này → tiết kiệm diện tích xây dựng

WeMe – Đơn vị có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải

WeMe là đơn vị có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực môi trường. Chúng tôi tự hào đã được đồng hành cùng nhiều doanh nghiệp trong nước để mang đến giải pháp cho vấn đề xử lý nước thải. WeMe chuyên cung cấp các dịch vụ như sau:

• Thiết kế hệ thống xử lý cho các loại nước thải;
• Thi công, lắp đặt module xử lý nước thải;
• Tư vấn lập các loại hồ sơ môi trường;
• Cung cấp thiết bị xử lý nước thải.

Xem thêm: Các dự án của WeMe

Quý khách hàng quan tâm đến hệ thống xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt của WeMe, có thể nhắn tin trực tiếp cho chúng tôi hoặc để lại thông tin liên hệ TẠI ĐÂY. WeMe sẽ tư vấn và giải đáp tất cả các thắc mắc liên quan một cách nhiệt tình nhất.

WeMe luôn hân hạnh đồng hành cùng quý khách hàng.

CÔNG TY CỔ PHẦN NĂNG LƯỢNG WEME

Trụ sở chính	: 124/1 Lý Thường Kiệt, Phường 7, Quận Gò Vấp, Tp. Hồ Chí Minh
Điện thoại	: 0906.653.007
Email	: wemecompany@gmail.com
Fanpage	: Môi Trường WeMe
Miền Bắc (Chuyên viên tư vấn)	: 0845.653.007
Miền Trung (Chuyên viên tư vấn)	: 0847.653.007
Miền Nam (Chuyên viên tư vấn)	: 0824.653.007