Chu trình của Nitơ và quá trình xử lý Nitơ trong nước thải

 Chu trình Nitơ trong nước có ý nghĩa to lớn trong việc giảm thiểu khí độc NH3 và giải phóng lượng N2 có lợi cho môi trường sống thực vật trên cạn. Vậy chu trình Nitơ trong nước là gì? Chúng diễn ra như thế nào? Các hệ thống xử lý nước thải ứng dụng chu trình Nitơ ra sao? Cùng NTSE tìm hiểu rõ hơn.

1/ Chu trình Nitơ trong nước là gì?

Trong nước thải, các hợp chất của Nitơ tồn tại dưới 3 dạng: Các hợp chất hữu cơ, Amoni và các hợp chất dạng oxy hóa (Nitrit và Nitrat).Trong nước thải sinh hoạt, Nitơ tồn tại dưới dạng vô cơ (chiếm 65%) và hữu cơ (chiếm 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 12g Nitơ tổng số. Trong số đó, Nitơ trong Urê (N-CO(NH¬2)2) là 0,7g. Còn lại là các loại Nitơ khác.

Chu trình Nitơ nói chung là một quá trình mà theo đó Nitơ bị biến đổi qua lại giữa các dạng hợp chất hóa học của nó. Việc biến đổi này có thể được tiến hành bởi cả hai quá trình sinh học và phi sinh học. Quá trình quan trọng trong chu trình nitơ bao gồm sự cố định Nitơ, khoáng hóa, Nitrat hóa, và khử Nitrat.

Chu trình Nitơ trong nước 

Ý nghĩa của chu trình Nitơ trong nước: Chu trình Nitơ trong nước có vai trò giúp loại bỏ khí NH3 bằng việc tạo ra các vi khuẩn có khả năng phá vỡ và chuyển đổi NH3 thành các chất ít gây hại, làm sạch môi trường nước. Do đó, chu trình nitơ trong nước không những có ý nghĩa to lớn giảm thiểu khí độc NH3 trong nước mà nó còn giải phóng một lượng N2 có lợi cho môi trường sống thực vật trên cạn.

2/ Chu trình Nitơ trong nước thải diễn ra như thế nào?

Chu trình Nitơ trong nước nước thải diễn ra theo 3 giai đoạn chính sau đây:

Giai đoạn 1: Chuyển hóa NH3 –> NO2

Chu trình Nitơ trong nước thải sẽ được bắt đầu khi mà các chất thải bị phân hủy thành khí NH3. Khi mà NH3 trong nước tăng quá cao so với mức chịu đựng của cây thủy sinh sẽ xuất hiện vi sinh Nitrosomonas (vi sinh hiếu khí) tại những nơi có nhiều khí Oxy, chúng ăn NH3 rồi nhả ra khí NO2 trong môi trường nước.

Giai đoạn 2: Chuyển hóa NO2 –> NO3

Khi NO2 xuất hiện kéo theo đó là sự sinh sôi, phát triển của vi sinh Nitrospira (vi sinh yếm khí) ở những nơi có hàm lượng oxy thấp (môi trường yếm khí). Lúc này chúng sẽ ăn NO2 và thải ra NO3, đồng thời NO3 cũng sẽ bị cây thủy sinh hấp thụ một phần để phát triển.

Khác với NH3 và NO2, NO3 không gây độc cho tôm cá ở mức thấp đến trung bình. Tuy nhiên ở nồng độ cao cũng có nguy cơ gây độc nên người nuôi cần điều chỉnh và giữ NO3 ở mức an toàn hoặc chuyển đổi nó thành khí N2 

Giai đoạn 3: Khử NO3 –> N2

Đây là giai đoạn cuối của chu trình Nitơ trong nước ao nuôi. Quá trình này được thực hiện khi có sự xuất hiện của vi sinh yếm khí Anaerobic và chuyển đổi NO3 thành N2.

Chu trình Nitơ trong nước có sự xuất hiện của các vi sinh có lợi đủ đông đảo để loại bỏ NH3, cải thiện môi trường ao nuôi một cách tốt nhất.

3/ Chu trình Nitơ và quá trình xử lý Nitơ trong nước thải

Các hệ thống xử lý nước thải dựa vào chu trình Nitơ, cụ thể là 2 quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat để xử lý Nitơ và Amoni trong nước thải trước khi xả thải ra môi trường. Cụ thể 2 quá trình này diễn ra như sau:

• Quá trình Nitrat hóa

Quá trình Nitrat hóa là quá trình Oxy hóa Amoniac thành Nitrat với sản phẩm trung gian là Nitrit. Đây là quá trình đầu tiên để khởi động chu trình Nitơ, được thực hiện bởi bộ đôi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Cụ thể quá trình Nitrat hóa sẽ diễn ra như sau:

• Bước 1: Vi khuẩn Nitrosomonas sẽ biến đổi Amoniac (NH3, NH4+) thành Nitrit (NO2)
• Bước 2: Vi khuẩn Nitrobacter sẽ tiến hành chuyển hóa NO2 thành Nitrat (NO3), kết thúc quá trình Nitrat hóa.
• Quá trình khử Nitrat

Sau quá trình Nitrat hóa sẽ diễn ra quá trình khử Nitrat. Quá trình này nhằm mục đích tách Oxi ra khỏi Nitrite (NO2), Nitrate (NO3) dưới tác dụng của các vi khuẩn khử Nitrat. Oxy được tách ra từ Nitrit và Nitrat được dùng lại để Oxy hóa các chất hữu cơ. Nitơ được tác ra ở dạng khí sẽ bay vào khí quyển.

                            NO3– → NO2– → NO →  N2O → N2

Như vậy về cơ bản, các hệ thống xử lý nước thải sẽ ứng dụng chu trình Nitơ, sử dụng các vi sinh vật để xử lý N2 VÀ NH3 trong nước thải, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải. Tùy thuộc vào từng loại nước thải, hiệu suất xử lý sẽ khác nhau.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải, NTSE sẽ tư vấn giúp bạn cách xử lý Nitơ trong nước thải triệt để. Liên hệ ngay cho chúng tôi theo Hotline 0888 167 247

Xem ngay: Dịch vụ tư vấn lắp đặt, xây dựng hệ thống xử lý nước thải trọn gói từ A đến Z