cải tiến thiết bị lọc sinh học

trình bày cải tiến thiết bị lọc sinh học

Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phan Đỗ Hùng đ∙ luôn luôn quan tâm giúp đỡ và hướng dẫn tôi hết sức tận tình, chu đáo trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ sinh học và Môi Trường, Trường Đại Học Phương Đông đ∙ tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học tập tại đây

Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ phòng thí nghiệm – Viện Công nghệ Môi Trường – Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đ∙ hướng dẫn, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm thực nghiệm

Cuối cùng, tôi xin chân thành được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè đ∙ động viên khích lệ, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Hà Nội, tháng 5 năm 2009

Sinh viên Nguyễn Thị Phương

Danh mục hình

Hình 1.1 - Đường cong clo hoá tới điểm đột biến đối với nớc có amoni 12

Hình 1.2 - Một số quy trình công nghệ xử lý nito trong nớc thải 16

Hình 1.3 - Quá trình khử nitrat trên màng tế bào chất của vi khuẩn 18

Hình 1.4- ảnh hưởng của pH tới vi khuẩn nitrat hoá 20

Hình 2.1 - Than tre đợc cacbon hóa 29

Hình 2.2 - Sơ đồ thí nghiệm xử lý amoni 31

Hình 2.3 - Hệ lọc sinh học ngập nớc có thể cấp khí tự động theo chu kỳ 31

Hình 3.1- Hiệu quả suất xử lý COD ở các chế độ sục khí khác nhau 33

Hình 3.2 - Hiệu suất xử lý T – N ở các chế độ sục khí khác nhau 34

Hình 3.3 - Hiệu suất xử lý NH4 ở các chế độ sục khí khác nhau 35

Hình 3.4 - Hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lưu (lưu lượng) khác nhau 36 Hình 3.5 - Hiệu suất xử lý T – N ở thời gian lưu (lưu lượng) khác nhau 37

Danh mục bảng Bảng 1.1 - Chất lợng nớc tại một số huyện thuộc tỉnh Hà Nam 6

Bảng 1.2 - Hàm lợng NH4+ tại đầu ra của các nhà máy nớc ở Hà Nội 7

Bảng 1.3 - Tiêu chuẩn một số quốc gia về các hợp chất nitơ trong nớc cấp 11

Bảng 1.4 - Các chất hữu cơ và nồng độ gây ức chế vi khuẩn nitrat hoá 20

Bảng 1.5 - Nồng độ NH4+ và NO2- gây ức chế nitrobacter 22

Bảng 2.1 - Thông số kỹ thuật của mô hình thí nghiệm 30

Mở đầu

Trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc nghiên cứu ra các phương pháp để

xử lý nước có các thành phần ô nhiễm đang rất được quan tâm Kết quả của việc nghiên cứu đó là đã phát hiện ra rất nhiều phương pháp sinh học, hóa học và hóa

lý Một trong những phương pháp sinh học đang rất được quan tâm là phương

pháp lọc sinh học (biofiltration) Đây là một công nghệ điều khiển sự ô nhiễm

mới Nó bao gồm sự loại bỏ và oxi hóa những hợp chất khí bị nhiễm bẩn nhờ vi sinh vật Trước đây, lọc sinh học được thiết lập rất tốt trong công nghệ điều khiển ô nhiễm ở Đức và Hà Lan và nó cũng thu hút được sự quan tâm ở Bắc Mỹ nhưng ngày nay thì phương pháp này đã được áp dụng một cách rộng rãi ở các nước trên thế giới và ở Việt Nam Lọc sinh học có thể xử lý những phân tử khí

hữu cơ, những hợp chất hữu cơ bay hơi (Volatile Organic Compound- VOC's)

hoặc các hợp chất cacbon, hay những chất khí độc vô cơ, amoni, H2S Như chúng ta đã biết hiện nay, nước thải giàu dinh dưỡng là một trong những nguồn chủ yếu gây ô nhiễm môi trường và làm suy giảm chất lượng nguồn nước Nguồn nước thải giàu dinh dưỡng rất đa dạng và phức tạp: nước thải từ các chuồng trại, chăn nuôi, lò mổ, nhà máy chế biến thực phẩm, thuộc da, nước thải nông nghiệp, nước thải sinh hoạt, … Nhìn chung trong thành phần của những loại nước thải này thường chứa N, P với hàm lượng cao Nguồn nước thải này không qua xử lý

được xả trực tiếp vào các thủy vực gây ra các hiện tượng: phú dưỡng, làm giảm oxy hòa tan trong nước, phá hủy hệ động, thực vật thủy sinh của các thủy vực tiếp nhận, gây mùi hôi thối ảnh hưởng đến cảnh quan, môi trường, sức khỏe của con người và thậm chí có thể làm chết các loài động vật sống dưới nước Bình thường thực vật trong các thủy vực phát triển cân bằng với lượng động vật trong chuỗi thức ăn và bị giới hạn bởi hàm lượng các chất dinh dưỡng Tuy nhiên, nếu

đưa vào nguồn tiếp nhận quá nhiều chất dinh dưỡng N, P sẽ dẫn đến sự phát triển bùng nổ các loài thực vật thủy sinh như rong, tảo và các loại thực vật trôi nổi

khác Khi các sinh vật này chết đi sẽ gây ra các hiện tượng như “dòng sông chết”

do đó khó có thể kiểm soát được và dẫn đến làm suy giảm chất lượng nguồn nước và gây nên ô nhiễm cho môi trường

Lựa chọn phương pháp lọc sinh học để xử lý loại nước thải này là rất phù hợp tuy nhiên tại Việt Nam, các công nghệ xử lý nước thải còn chưa được quan tâm, do nhiều lý do như công nghệ phức tạp, chi phí cao,… Xuất phát từ lý do trên chúng tôi đã lựa chọn đề tài “nghiên cứu cải tiến nâng cao hiệu quả xử lý của thiết bị lọc sinh học ngập nước ứng dụng trong xử lý nước thải”

Mục tiêu của đề tài: Cải tiến thiết bị lọc sinh học nhằm đơn giản hóa qui trình và nâng cao hiệu quả xử lý

Bố cục của luận văn được chia thành các phần như sau:

Mở đầu

Chương I: Tổng quan tài liệu

Chương II: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương III: Kết quả và thảo luận

Chương IV: Kết luận và Kiến nghị

để xử lý từng loại nước thải có đặc tính khác nhau Phương pháp lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập nước có ưu điểm là tiêu hao năng lượng thấp, tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm như: dễ bị tắc nghẽn, bùn dư không ổn

định, hiệu suất làm sạch không cao, giá thành thiết bị cao,…vì thế phương pháp này chỉ phù hợp với một số đối tượng nước thải nhất định như nước thải có hàm lượng BOD, SS, nito thấp Đối với lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước

áp dụng cho việc xử lý nước thải có chứa đồng thời chất hữu cơ và N, P, loại bỏ

được chất rắn huyền phù Phương pháp lọc sinh học ngập nước cũng rất thích hợp để nitrat hóa và khử nitrat Có rất nhiều phương pháp được ứng dụng để xử

lý nước thải nói chung và nước thải chứa các thành phần dinh dưỡng nói riêng nhưng không phải phương pháp nào cũng mang lại hiệu quả cao, vận hành đơn giản và tiết kiệm chi phí Trên thực tế, có rất nhiều quy trình công nghệ xử lý các thành phần dinh dưỡng bằng phương pháp sinh học hiếu khí – thiếu khí khác nhau Công nghệ xử lý Nito trong nước thải bằng phương pháp sinh học đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng thực tế từ những năm 1960 Trên thực tế, có rất nhiều quy trình công nghệ xử lý Nito bằng phương pháp sinh học khác nhau Chúng giống nhau ở nguyên lý là thực hiện các quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa nhưng khác nhau ở cách sắp xếp trình tự các quá trình sơ đồ xử lý và nguồn cacbon sử dụng Các quá trình này có thể là các quá trình sinh trưởng lơ lửng, sinh trưởng bám dính hay sinh trường lơ lửng – bám dính kết hợp Một số quy trình cơ bản thường được ứng dụng để xử lý nước thải chứa các thành phần dinh dưỡng như sau:

Đối với quy trình (1) và (2) quá trình vận hành phức tạp, chi phí đầu tư lớn Quy trình (3) do quá trình làm việc theo mẻ nên vận hành và kiểm soát phức tạp, thể tích thiết bị lớn

Các kết quả nghiên cứu trong đề tài cấp cơ sở chọn lọc năm 2006 của Viện Công Nghệ Môi Trường cho thấy phương pháp lọc sinh học ngập nước có hiệu quả xử lý hữu cơ và Nitơ cao Tuy nhiên quá trình được tiến hành theo các bước thiếu khí – hiếu khí độc lập truyền thống nên quá trình vẫn còn phức tạp Việc nghiên cứu để cải tiến thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả xử lý, đơn giản hóa quá trình, gọn nhẹ hóa thiết bị là rất cần thiết

Nghiên cứu này nhằm xây dựng loại thiết bị lọc sinh học ngập nước cải tiến có thể xử lý đồng thời hữu cơ, nitơ và photpho một cách liên tục trong cùng một thiết bị duy nhất với quá trình thổi khí được thực hiện theo chu kỳ

1.2 Hiện trạng ô nhiễm nước thải giàu dinh dưỡng ở Việt Nam

Từ năm 1990 các đô thị Việt Nam bắt đầu phát triển, lúc đầu cả nước mới

có khoảng 500 đô thị (tỷ lệ đô thị hóa vào khoảng 17 – 18%), đến năm 2000 con

Thiết bị xử lý theo mẻ qua các giai đoạn sục

khí/không sục khí luân phiênNước thải

Yếm khí Hiếu khí Thiếu khí

Cơ chất hữu cơ

Nước thải

Hiếu khí

(1)

số này lớn 649 và năm 2003 là 656 đô thị Tính đến nay,cả nước có khoảng 700

đô thị, trong đó có 5 thành phố trực thuộc trung ương, 44 thành phố trực thuộc tỉnh, 45 thị xã và trên 500 thị trấn Bên cạnh đó, cùng với sự phát triển của các

đô thị thì ngành công nghiệp và gia tăng dân số đang là sức ép đối với vấn đề môi trường tại nước ta Hiện nay, mức độ ô nhiễm nước ao, hồ và toàn bộ hệ thống sông tại các đô thị lớn đang ở mức rất nghiêm trọng và gần như không có khả năng tự làm sạch Một số sông lớn như sông Hồng, Cầu, Đáy, Nhuệ và sông Thương… đã bị ô nhiễm trên phạm vi rộng Hàm lượng các chỉ tiêu COD, NH4+,

NO3-, NO2- ở nhiều đoạn sông đã vượt quá chỉ tiêu gấp từ 1,5 – 90 lần Theo

đánh giá của các nhà khoa học thì hiện trạng ô nhiễm trên mặt đất đã ảnh hưởng trực tiếp xuống nước ngầm đang ở mức báo động, đặc biệt là tại các thành phố lớn nơi có các hoạt động sản xuất công nghiệp và sinh hoạt đông đúc của cư dân

Điển hình như tại khu vực phía Nam thành phố Hà Nội và khu vực tỉnh Hà Nam

đang phải đối mặt với vấn đề suy giảm chất lượng tầng nước ngầm và các thủy vực sông hồ tại đây Theo kết quả khảo sát đánh giá của các nhà khoa học Viện

Địa Lý thuộc Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam thì hầu như tất cả các mẫu nước từ các huyện của tỉnh Hà Nam đều có tỷ lệ nhiễm amon ở mức độ

đáng báo động Chẳng hạn như tại Lý Nhân có mẫu nước với hàm lượng lên tới 111,8mg/l gấp 74 lần so với TCBYT, Duy Tiên 93,8mg/l gấp 63 lần cho phép, Trong khi đó, các kết quả khảo cứu của trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội cũng cho biết chất lượng nước ngầm ở tầng mạch nông và mạch sâu tại các địa phương này cũng có hàm lượng nito trung bình > 20mg/l vượt mức TCVN cho phép rất nhiều lần

Bảng 1.1 – Chất lượng nước tại một số huyện thuộc tỉnh Hà Nam

STT Tiêu chuẩn Số lượng

mẫu lấy

[N-NH4+] theo giá trị điển hình (mg/l)

TCBYT [NH4+] (mg/l)

Vấn đề cung cấp nước sạch và vệ sinh an toàn luôn là mối quan tâm hàng

đầu của các đô thị lớn, đặc biệt với thủ đô Hà Nội là trung tâm kinh tế, văn hóa

và giáo dục của cả nước Hiện nay, hệ thống cấp nước của Hà Nội đã phát triển mạnh, nhiều chỉ tiêu chất lượng trước đây chưa kiểm soát được thì nay đã có các phòng thí nghiệm hiện đại cùng đội ngũ cán bộ có kỹ thuật có thể kiểm tra đánh giá Tuy nhiên cùng với sự phát triển nhiều mặt của thủ đô, vấn đề nước cấp có

xu thế chưa theo kịp được sự phát triển cả về số lượng cũng như chất lượng Trong đó đáng chú ý là tình trạng nước ngầm bị ô nhiễm amoni, các kim loại nặng và cả các tác nhân mà chúng ta chưa có điều kiện kiểm nghiệm ví dụ như các hợp chất hữu cơ độc hại Ở các khu vực như Ngọc Hà, Quỳnh Lôi, Vĩnh Tuy, Hoàng Mai, Nhân Chính, tỷ lệ sử dụng nước ngầm khai thác từ giếng khoan không qua hệ thống lọc và các vùng ngoại thành sử dụng nước mặt đều có nguy cơ nhiễm NH4+ và các hợp chất hữu cơ khác Mặc dù Hà Nội là nơi có hệ thống cấp nước thuộc loại tốt nhất Việt Nam nhưng các số liệu về thành phần chất lượng của nước nguồn cũng như nước cấp về khía cạnh các hợp chất nito cho thấy hàm lượng NH4+ trong các nguồn nước của ba nhà máy khu vực phía Nam

Hà Nội là Tương Mai, Hạ Đình, Pháp Vân đều vượt giá trị cho phép Nặng nhất

là nhà máy nước Pháp Vân với hàm lượng amoni có trong nước máy lên từ 15 – 18mg/l đến 40- 60mg/l (giới hạn cho phép < 1,5mg/l), Hạ Đình 15 – 20mg/l, Tương Mai 12mg/l

Bảng 1.2- Hàm lượng NH 4 + tại đầu ra của các nhà máy nước ở Hà Nội

STT Tên nhà máy nước [NH4+] (mg/l)

theo GTTB

TCBYT 1329/2002

Trong khi đó tại thành phố Hồ Chí Minh thì tình hình ô nhiễm cũng diễn biến phức tạp không kém, hàng loạt các báo cáo môi trường cho thấy mỗi ngày

hệ thống kênh rạch và sông Sài Gòn phải gánh trên 1 triệu m3 nước sinh hoạt, gần 4 nghìn m3 nước thải công nghiệp, 4 – 5 nghìn tấn rác thải sinh hoạt và 7 tấn rác thải y tế vẫn chưa qua xử lý Bên cạnh đó, hoạt động của các khu công nghiệp ở một số tỉnh phía Nam đang trở lên là thách thức với môi trường và gây nhiều bức xúc cho người dân, điển hình như Đồng Nai có 3 trong 17 khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải, Bình Dương có 2 trong 13 và đáng chú ý hơn cả là 5 khu công nghiệp tại Bà Rịa – Vũng Tàu hoàn toàn chưa được trang bị bất

kỳ một hệ thống xử lý nước thải nào Đây chỉ là các số liệu còn chưa đề cập tới lượng nước rỉ ra từ các bãi rác vẫn chưa qua xử lý Nhưng những con số thống kê này đã nói lên một thực trạng ô nhiễm môi trường nước ở nước ta đang có xu hướng lan rộng và ngày một trầm trọng hơn

1.3 Thực trạng xử lý nước thải ô nhiễm N – amoni

Tại Việt Nam, theo báo cáo 2005 của Bộ Tài nguyên và Môi trường các hoạt động sản xuất công nông nghiệp và dân sinh mỗi ngày thải ra môi trường hàng triệu m3 nước thải Hầu như tất cả các nguồn nước thải (sinh hoạt, bệnh viện, nông nghiệp, đô thị, các làng nghề, ) hiện vẫn được thải trực tiếp ra các sông hồ tiếp nhận mà không qua xử lý, tổng lượng nước thải được xử lý mới đạt khoảng 5 % Tình trạng ô nhiễm nước rõ ràng nhất là tại các thành phố và đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, Huế, Nam Định, Hải Dương Theo báo cáo đánh giá diễn biến môi trường hai vùng kinh tế trọng

điểm phía Bắc và phía Nam (2004): Trong số 76 khu công nghiệp và khu chế xuất đang hoạt động chỉ có 16 trạm xử lý nước thải tập trung hoạt động với công suất 41.800 m3/ ngày Tính đến đầu năm 2005, khu vực đô thị và khu công nghiệp mỗi ngày thải khoảng 3.110.000 m3 nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất trực tiếp vào nguồn nước mặt Một số công trình xử lý nước thải đã bắt đầu xuất hiện ở một số nơi nhưng còn quá ít và hiệu quả hoạt động cũng chưa

Lò Gốm (thuộc các quận 6, quận 11) Các hệ thống xử lý nước thải tập trung tại thành phố Hồ Chí Minh đã được đầu tư xây dựng và vận hành như KCX Tân Thuận với công suất 10.000m3/ ngày Các KCN khác đang lập dự án hoặc đang

còn khảo sát, chờ quyết định Trong khi đó thành phố cũng gấp rút tiến hành công tác di dời các đơn vị gây ô nhiễm ra KCN và vùng phụ cận Mặc dù một số cơ sở sản xuất đã di dời ra các huyện ngoại thành nhưng do không có hệ thống

xử lý nước thải nên hơn 70 cơ sở sản xuất nằm dọc kênh An Hạ - Thầy Cai (huyện Hóc Môn – Củ Chi) nhanh chóng làm ô nhiễm nguồn nước vốn rất trong sạch trước đây của hệ thống kênh này

Các thông tin trên cho thấy, ở Việt Nam xử lý nước thải mới chỉ được tiến hành ở quy mô nhỏ lẻ, chưa toàn diện, phần lớn các nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp đang được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý Phần lớn các công trình XLNT hiện có mới chỉ tập trung vào xử lý một vài tác nhân gây ô nhiễm như COD, BOD, SS và một số kim loại nặng mà chưa quan tâm đến vấn đề xử lý các chất dinh dưỡng N, P Một số trạm xử lý nước thải Kim Liên, Trúc Bạch (sử dụng vật liệu mang lơ lửng cho quá trình nitrat hóa) có chú trọng

đến vấn đề xử lý N, P, tuy nhiên công nghệ và vật liệu hoàn toàn từ nước ngoài nên chi phí đầu tư rất cao Hai trạm xử lý này là hai công trình thí điểm nằm trong gói thầu thoát nước của TP Hà Nội với vốn vay Ngân hàng Hợp tác Quốc

Tế Nhật Bản (JBIC) lên tới 1,067 tỷ yên Nhật (khoảng 145 tỷ đồng) và 10 tỷ 440 triệu đồng Việt Nam Điều đáng chú ý là chi phí vận hành cho mỗi trạm này không dưới 1,7 tỷ đồng/ năm

1.4 ảnh hưởng của amoni tới sức khoẻ con người

Amoni hầu như không có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người, nhưng trong quá trình khai thác, lưu trữ và xử lý Amoni được chuyển hoá thành nitrit (NO-

2) và nitrat (NO3-) là những chất có tính độc hại đối với con người Nitrit là chất rất độc cho con người, vì nó có thể chuyển hoá thành Nitroamin, chất này có khả năng gây ung thư cho con người [7] Chính vì vậy, quy định hàm lượng nitrit cho phép trong nước sinh hoạt là rất ngặt nghèo

(Bảng 1.3) Nitơ tồn tại trong hệ thuỷ sinh ở nhiều dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ, các dạng nitơ vô cơ cơ bản tồn tại với tỉ lệ khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện của môi trường nước Nitrat là muối nitơ vô cơ trong môi trường nước được sục

khí đầy đủ và liên tục, nitrit tồn tại trong điều kiện đặc biệt, còn amoniac (NH3)

và ion NH4+ tồn tại trong điều kiện kị khí Amoniac hoà tan trong nước tạo thành

dạng hyđrôxit amoni (NH4OH) và sẽ phân ly thành ion NH4+ và OH- Quá trình

oxi hoá có thể chuyển tất cả các dạng nitơ vô cơ thành ion nitrat, còn quá trình

khử sẽ chuyển hoá chúng thành dạng ion amoni

Một số nghiên cứu ở Nepan đã khẳng định khi hàm lượng NO3- trên 45

mg/l khiến cho dân cư dùng thường xuyên nguồn nước này sẽ bị mắc các bệnh

ung thư về dạ dày, thực quản và bệnh tiểu đường [1]

Ngoài ra, thức ăn có hàm lượng nitrat và nitrit cao cũng rất đáng lo ngại

Mối quan hệ giữa nước giếng nhiễm nitrat và hội chứng BBS (Baby Blue

Syndrome) lần đầu tiên được Hunter Comly, bác sĩ ở Iowa tìm thấy hồi đầu thập

niên 40 khi ông điều trị cho hai đứa trẻ mắc chứng da xanh [2]

Những đứa trẻ sơ sinh trong giai đoạn mới được 6 tháng tuổi dễ bị mắc

căn bệnh này vì hàm lượng enzym methemoglobin reductase tương đối thấp -

đây là một loại enzym tế bào máu đỏ có khả năng chuyển hoá methemoglobin

trở lại thành hemoglobin Ngoài Mỹ, một số nước Đông Âu, mức độ nhiễm độc

nguồn nước sinh hoạt lấy từ giếng lên cũng rất cao Ví dụ tại Transylvania ở

Rumani trong thời gian từ 1990 -1994 trung bình cứ 100.000 trẻ em sơ sinh thì

có tới 24 đến 363 ca nhiễm độc Có lẽ độ nguy hiểm của NO3- đã đặt người Mỹ

quy định trong Đạo luật về An toàn Nguồn nước Sinh hoạt của Mỹ (SDWA-Safe

Drinking Water Act) hàm lượng nitơ-nitrat tối đa là 10 mg/l (Bảng 1.4, 44,3 mg/l)

Mặc dù, bằng chứng dịch tễ học về độ độc của nitrit và nitrat là chưa đầy

đủ, tuy nhiên có thể khẳng định rằng nó độc với trẻ em vì nguy cơ gây bệnh mất

sắc tố máu methaemoglobinaemia, nhất là trẻ dưới 3 tháng tuổi [2] Tổ chức sức

khoẻ thế giới đề nghị mức 50 mg/l cho tổng nitrit và nitrat, trong đó nitrit không

được lớn hơn 3mg/l Các tiêu chuẩn về nước cấp ở Việt Nam cũng như thế giới

đều 1,5 mg/l [6], riêng tiêu chuẩn Châu Âu có yêu cầu rất nghiêm ngặt là 0,5 mg/l (Bảng 1.3)

Bảng 1.3 - Tiêu chuẩn một số quốc gia về các hợp chất nitơ trong nước cấp [4]

Chỉ tiêu Hoa kỳ Châu Âu

80/778/EEC

WHO

1993

TCBYT 1329/2002

ra các chất độc nitrit và nitrat

1.5 Các phương pháp xử lý amoni trong nước cấp

1.5.1 Phương pháp clo hóa tới điểm đột biến

Clo gần như là hoá chất duy nhất có khả năng ôxy hoá amoni/amoniac ở nhiệt độ phòng thành N2 Khi hòa tan Clo trong nước, tùy theo pH của nước mà Clo có thể nằm ở dạng HClO hay ClO- do có phản ứng theo phương trình:

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO ( pH <7) ↔ H+ + ClO- (pH > 8) (1.1) Khi trong nước có NH4+ sẽ xảy ra các phản ứng sau:

HClO + NH3 = H2O + NH2Cl (Monocloramin) (1.2) HClO + NH2Cl = H2O + NHCl2 (Dicloramin) (1.3) HClO + NHCl2 = H2O + NCl3 (Tricloramin) (1.4) Nếu dư clo sẽ xảy ra các phản ứng phân huỷ các cloramin

NH2Cl + NHCl2 = N2 ↑ + 3HCl (1.5) 4NH2Cl + 3Cl2 + H2O = 10HCl + N2 + N2O

Ta có phương trình tổng cộng

2NH3 + 3HClO = N2↑ + 3H2O + 3HCl (1.6) Lúc này lượng Cl2 dư trong nước sẽ giảm tới giá trị nhỏ nhất vì xảy ra sự phân huỷ cloramin, điểm tương ứng với giá trị này gọi là điểm đột biến

Hình 1.1 - Đ-ờng cong clo hoá tới điểm đột biến đối với n-ớc có amoni [3]

Theo lý thuyết để xử lý NH4+ phải dùng tỷ lệ Cl : N = 7,6 : 1 song trên thực tế phải dùng tỷ lệ 8 : 1 hoặc hơn để oxy hóa hết NH3 Do xảy ra các phản ứng đã nêu, quá trình clo hoá thực tế diễn ra theo một đường cong có dạng đặc biệt, có "điểm đột biến" như hình 1.1 Những nghiên cứu trước đây cho thấy, tốc

độ phản ứng của clo với chất hữu cơ bằng nửa so với phản ứng với amoni Khi amoni phản ứng gần hết, clo sẽ phản ứng với các chất hữu cơ có trong nước để hình thành nhiều chất cơ clo có mùi đặc trưng khó chịu, trong đó, khoảng 15% là các hợp chất nhóm Trihalometan - THM và axit axetic halogen- HAA- hoá đều

là các chất có khả năng gây ung thư và bị hạn chế nồng độ nghiêm ngặt

Ngoài ra, với lượng clo cần dùng rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải quyết đối với các nhà máy lớn Đây là những lý do khiến phương pháp clo hoá mặc dù rất đơn giản và rẻ về mặt thiết bị và xây dựng cơ bản nhưng rất khó

áp dụng

1.5.2 Phương pháp trao đổi Ion

Quá trình trao đổi ion là một quá trình hoá lý thuận nghịch trong đó xảy ra phản ứng trao đổi giữa các ion trong dung dịch điện ly với các ion trên bề mặt

hoặc bên trong của pha rắn tiếp xúc với nó Quá trình trao đổi ion tuân theo định luật bảo toàn điện tích, phương trình phản ứng trao đổi ion được mô tả một cách tổng quát như sau:

AX + B- ↔ AB + X- (1.7)

CY + D+ ↔ CD + Y+ (1.8)

Trong đó AX chất trao đổi anion, CY chất trao đổi cation

Phản ứng trao đổi ion là phản ứng thuận nghịch, chiều thuận đươc gọi là phản ứng trao đổi, chiều nghịch còn được gọi là phản ứng tái sinh Mức độ trao

đổi ion phụ thuộc vào: 1- kích thước, hoá trị của ion; 2- nồng độ ion có trong

dung dịch; 3- bản chất của chất trao đổi ion và 4- nhiệt độ

Nhựa trao đổi ion dạng rắn được dùng để thu những ion nhất định trong dung dịch và giải phóng vào dung dịch một lượng tương đương các ion khác có cùng dấu điện tích Nhựa trao đổi cation (cationit) là những hợp chất cao phân tử hữu cơ có chứa các nhóm chức có khả năng trao đổi với công thức chung là RX trong đó R là gốc hữu cơ phức tạp, X có thể là SO3HCOOH Qua cột này các cation bị giữ lại:

Cat-H+ (Na+) + NH4+ < -> Cat-NH4+ + H+ (Na+)

2 RCOOH + Ca2+ < - >(RCOO)2 + H+

Về mặt cơ chế, quá trình trao đổi ion xảy ra giữa một chất rắn xốp (chất trao đổi ion) và một dung dịch điện ly trải qua năm giai đoạn như sau:

(1) Các ion trong dung dịch khuếch tán đến bề mặt chất trao đổi ion;

(2) Các ion tiếp tục khuếch tán trên bề mặt chất rắn đến vị trí ion sẽ trao đổi;

(3) Xảy ra phản ứng trao đổi ion;

(4) Các ion được trao đổi vốn từ dung dịch khuếch tán trên bề mặt chất trao đổi ion

(5) Các ion vốn có trên nhựa trao đổi bị thế đẩy khuếch tán vào thể tích dung dịch, rời xa chất rắn

Chất trao đổi ion có thể có sẵn trong tự nhiên như các loại khoáng sét, trong đó quan trọng nhất là zeolite, các loại sợi, cũng có thể là chất vô cơ tổng

hợp (alumino silicat, alumino photphat, zeolie ) hoặc hữu cơ (nhựa trao đổi

ion) Trong thực tế nhựa trao đổi ion được sản xuất và ứng dụng rộng rãi nhất

Trong công nghệ xử lý nước cấp phương pháp trao đổi ion tỏ rõ tính ưu việt trong

việc làm mềm nước, loại bỏ chất khoáng, hữu cơ độc hại Ưu điểm của phương

pháp là tốc độ nhanh, công suất lớn trên một đơn vị thể tích thiết bị và vật liệu,

chất lượng nước xử lý cao Nhược điểm là chi phí đầu tư cao do giá nhựa

(cationit ở mức 1,5 -2,0 anionit gần 4$/l) chi phí vận hành trong một số trường

hợp vẫn cao [4]

1.5.3 Phương pháp thổi khí ở pH cao

Amoni ở trong nước tồn tại dưới dạng cân bằng:

NH4+ <=> NH3(khí hoà tan) + H+ với pKa = 9,5

Như vậy, ở pH gần 7 chỉ có một lượng rất nhỏ NH3 khí so với amoni Nếu

ta nâng pH tới 9,5 tỷ lệ [NH3]/[NH4+] = 1, và càng tăng pH cân bằng càng

chuyển về phía tạo thành NH3 Khi đó nếu áp dụng các kỹ thuật sục hoặc thổi

khí thì NH3 sẽ bay hơi theo định luật Henry, làm chuyển cân bằng về phía phải:

NH4+ + OH- ↔ NH3↑ + H2O (1.9)

Trong thực tế pH phải nâng lên xấp xỉ 11, lượng khí cần để đuổi NH3 ở

mức 1600 m3 không khí/1m3 nước [6] và quá trình rất phụ thuộc vào nhiệt độ

môi trường Phương pháp này áp dụng được cho nước thải, khó có thể đưa nồng

độ NH4+ xuống dưới 1,5 mg/l nên rất hiếm khi được áp dụng để xử lý nước cấp

1.5.4 Phương pháp ozon hóa với xúc tác Brom

Để khắc phục nhược điểm của phương pháp clo hóa điểm đột biến người

ta có thể thay thế một tác nhân oxy hóa khác là ozon với sự có mặt của Br- Về

cơ bản xử lý NH4+ bằng O3 với sự có mặt của Br- cũng diễn ra theo cơ chế giống

như phương pháp xử lý dùng clo Dưới tác dụng của O3, Br- bị oxy hóa thành là

BrO- theo phản ứng sau đây:

Br- + O3 + H+ ⇔ HBrO + O2 (1.10)

Phản ứng oxy hóa NH4+ được thực hiện bởi ion BrO- giống như của ion ClO-

NH3 + HBrO → NH2Br + H2O (1.11)

NH2Br + NHBr2 → NHBr + H2O (1.12)

lµ mét sè quy tr×nh c¬ b¶n th−êng ®−îc øng dông trong xö lý nito trong n−íc th¶i

Trong quy tr×nh (a) (h×nh 1.2) cho hiÖu suÊt xö lý cao (70 – 90%) v× toµn

bé nitrat sinh ra trong bÓ hiÕu khÝ sÏ ®−îc ®−a qua qu¸ tr×nh khö nitrat Trong quy tr×nh nµy, qu¸ tr×nh t¸i sôc khÝ tiÕp theo qu¸ tr×nh khö nitrat lµ cÇn thiÕt nh»m xö lý thµnh phÇn h÷u c¬ d− sau khö nitrat Quy tr×nh c«ng nghÖ nµy cã nh−îc ®iÓm lµ phøc t¹p, cÇn ph¶i bæ sung c¬ chÊt h÷u c¬ cho qu¸ tr×nh nitrat

(a)

(b)

(c)

Hình 1.2 – Một số quy trình công nghệ xử lý nito trong nước thải

Quy trình (b) là quy trình có thể tận dụng ngay nguồn cơ chất hữu cơ sẵn

có trong nước thải mà không cần bổ sung thêm nguồn cacbon từ bên ngoài Qui trình này đơn giản, chi phí đầu tư thấp nhưng nhược điểm là hiệu suất xử lý nito

đạt 60 – 70%, tỷ lệ hồi lưu so với dòng vào là từ 1 – 4 lần

Quy trình (c) là quy trình được ứng dụng để xử lý đồng thời N, P trong nước thải Hiệu suất xử lý tương tự như quy trình (b)

Trong các quy trình công nghệ xử lý nito nêu trên lại có thể chia thành hai nhóm phương pháp sau:

Bể thiếu khí

Nước đầu vào Bể thiếu

khí

Bể yếm

khí

Bể hiếu khí

Bể lắng

Bể thiếu khí

Bể hiếu khí

Tái sục khí lắ

Bổ sung cơ chất

Bể lắng

Bùn thải Bùn hồi lưu

( Nitrat hóa) ( Khử nitrat hóa)

9 Nhóm phương pháp sử dụng các quá trình trong đó vi sinh phân tán

đều trong thể tích phản ứng (sinh trưởng lơ lửng) mà đại diện là quá trình bùn hoạt tính (BHT)

9 Nhóm phương pháp dùng các quá trình với lớp vi sinh được cố định lên bề mặt chất mang rắn gọi là các quá trình màng vi sinh (sinh trưởng bám dính) mà đại diện các quá trình với lớp vi sinh được cố định lên bề mặt chất mang rắn gọi là các quá trình màng vi sinh (sinh trưởng bám dính) mà đại diện là phương pháp lọc sinh học (LSH) ngập nước

Trong quá trình xử lý vi sinh vật sẽ được tạo các điều kiện về dinh dưỡng cũng như các yếu tố khác để có thể đạt được hoạt tính cao nhất ở phương pháp

sinh học có thể thực hiện bao gồm hai quá trình nối tiếp là nitrat hoá và khử

nitrat hoá như sau:

a Quá trình nitrat hoá

Quá trình chuyển hóa về mặt hóa học được viết như sau:

NH4+ + 1,5O2  NO2- + 2H+ + H2O (1.14)

NO2- + 0,5O2  NO3- (1.15)

Phương trình tổng:

NH4+ + 2O2  NO3- + 2H+ + H2O (1.16) Như vậy, 1 mol NH4+ tiêu thụ 2 mol O2 hay 1 g N-NH4+ tiêu thụ 4,57 g O2,

1 mol NH4+ tạo thành 1 mol NO3-, 1 mol NH4+ tạo thành 2 mol H+ Lượng H+ tạo

ra phản ứng với độ kiềm HCO3-, như vậy 1 g N-NH4+ tiêu thụ 7,14 g độ kiềm (quy về CaCO3) Các phương trình (1.15 và 1.16) không tính đến quá trình sinh tổng hợp Nếu tính cả các quá trình tổng hợp sinh khối (vi khuẩn), theo Gujer và Jenkins [9] ta có:

b Quá trình khử nitrat

Khác với quá trình nitrat hoá quá trình khử nitrat sử dụng ôxy từ nitrat nên

gọi là anoxic (thiếu khí) Các vi khuẩn ở đây là dị dưỡng nghĩa là cần nguồn

cacbon hữu cơ để tạo lên sinh khối mới

Quá trình khử nitrat là tổng hợp của bốn phản ứng nối tiếp sau:

NO3-  NO2-  NO (k)  N2O (k)  N2 (k)

Quá trình này đòi hỏi nguồn cơ chất - chất cho điện tử, chúng có thể là chất hữu cơ (phổ biến nhất là axit axetic), H2 và S Khi có mặt đồng thời NO3- và các chất cho điện tử, chất cho điện tử bị oxy hoá, đồng thời NO3- nhận điện và bị khử về N2

Gayle [29] đã phân lập được ít nhất 14 loại vi khuẩn tham gia vào quá

trình khử nitrat Chúng là Bacillus, Pseudomonas, Methanomonas, Paracocus,

Spirilum và Thiobacilus, v.v Phần lớn các vi khuẩn loại này là dị dưỡng nghĩa

là chúng dùng cacbon hữu cơ mà chúng sẽ ôxy hoá để tổng hợp tế bào mới

Chỉ có Thiobacilus denitrifcans là sử dụng nguồn điện tử từ S nguyên tố để

tạo năng lượng và nguồn cacbon vô cơ (từ CO2 và HCO3-) để tổng hợp tế bào mới

Nếu sử dụng nguồn cacbon là methanol hoặc methan thì vi khuẩn

Methylotrophic sẽ chuyển hoá các cơ chất tan tốt như xitrat và isoxitrat để vi

khuẩn hấp thụ và sử dụng như nguồn điện tử e-

Các phương trình tỉ lượng của quá trình khử nitrat hoá phụ thuộc vào bản chất nguồn cacbon sử dụng như sau:

N2O

N 2 N 2 O

red

NO red

6NO3- + 5CH3OH  3N2 + 5 CO2 + 7 H2O + 6 OH- (1.18) 8NO3- + 5CH3COOH  4N2 + 10 CO2 + 6 H2O + 8 OH- (1.19) 8NO3- + 5CH4  4N2 + 5 CO2 + 6 H2O + 8 OH- (1.20)

10NO3- + C10 H19O3 N  5N2 + 10 CO2 + 3 H2O + NH3g + 10 OH- (1.21)

Ghi chú: C10 H19O3N - công thức trung bình của nước thải sinh hoạt

Nhóm OH- sẽ phản ứng với CO2 tạo độ kiềm bicacbonat:

Theo phương trình (1.22) được nêu bởi (McCarty, 1968) [28]:

NO3- + 1,08 CH3OH 

0,056 C5H7NO2 + 0,47 N2 + 1,44 H2O + 0,67 CO2 + OH- (2.12)

Như vậy cứ 1 mg/l NO3- bị khử thì sinh ra 3,57 mg/l độ kiềm

Nếu trong hệ có NH3 thì lượng kiềm sinh ra sẽ ít hơn

• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrat hoá

- ảnh hưởng của pH và nhiệt độ tới quá trình nitrat hoá

Thực nghiệm cho thấy khoảng pH tối ưu khá rộng và dao động xung quanh giá trị pH = 8 (6 - 10) [11] Khi thí nghiệm xác định pH tối ưu cần lưu ý khả năng thích nghi của vi khuẩn, vậy các phép đo phải được thực hiện ngay khi

đưa vào môi trường pH mới Để hiểu rõ hơn nghiên cứu của Grady và Lim [12]

sẽ chứng minh cho chúng ta thấy ở hình 1.4 Nghiên cứu này đã chứng minh cho

thấy vi khuẩn nitrat hoá rất nhạy cảm với pH, đối với Nitrosomonas có dải pH tối thích từ 7,0 đến 8,0 Và đối với Nitrobacter là từ 7,5 đến 8,0 Nhưng bên

cạnh đó nghiên cứu của Skadsen và cộng sự (1996) lại cho thấy một số loài có thể thích hợp ở mức pH > 9 [13] Tuy nhiên, Odell và cộng sự (1996) lại cho rằng còn rất nhiều những yếu tố khác làm ảnh hưởng tới sự tồn tại và phát triển của vi khuẩn nitrat và nghiên cứu của ông lại chỉ ra rằng pH thích hợp cho vi khuẩn này là từ 6,6 đến 9,7 [14]

Hình 1.4- ảnh h-ởng của pH tới vi khuẩn nitrat hoá [12]

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả quá trình nitrat hoá bằng vi sinh Thực nghiệm cho thấy nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 15 - 27oC [15], nhưng có tác giả lại cho biết vùng nhiệt độ có thể nghiên cứu được lại nằm trong khoảng rất rộng từ 4- 50OC [16] Nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm giảm hoạt tính của

vi sinh và gây ức chế hoạt động và có khi gây chết vi sinh vật Tuy nhiên, do

điều kiện về quy mô xử lý cho nên trong quá trình vận hành không thể điều chỉnh nhiệt độ của nước đầu vào, thực tế nước nguồn nước tại phòng thí nghiệm khá ổn định và nằm trong giới hạn thuận lợi cho hoạt động của toàn bộ hệ thống

- ảnh hưởng của các chất độc tới sự phát triển của vi khuẩn nitrat hoá

So với các vi khuẩn dị dưỡng, các vi khuẩn tự dưỡng nitrat hoá nhạy cảm với

nhiều kim loại nặng và hóa chất Số liệu về độc tính của một số chất cho ở bảng 1.4

Bảng 1.4 - Các chất hữu cơ và nồng độ gây ức chế vi khuẩn nitrat hoá [16]

Danh mục các chất mg/l Danh mục các chất mg/l

Amino acids 1-1000 Cyanide 16,5

Ammonium 1000 Dicyandiamide 250

Aniline 7,7 2,4-Dinitrophenol 37 Benzenne 13 Dithio-oxamide 1 Benzocaine 100 Ethanol 2400 Benzylamine 100 Sodium arsenite 2000

Bisphenol A 100 Sodium chloride 35000

Cadmium 14,3 Sodium cyanate 100 Carbamate 2 Sodium cyanide 1 Carbon disulphude 35 Sodium pluoride 1218

Chloride 1 Tetrabromobisphenol 100 Chloroform 18 1,2,3,4-Tetrachlorobenzene 20

Hydrogen sulfide 50 1,2,4,5-Tetrachlorobenzene 9,8

Lead 0,5 1,1,1,2-Tetrachloroethane 8,7 1-Lysine 4 1,1,2,2-Tetrachloroethene 1,4 Methanol 160 1,2,3,5,6-Tetrachlorophenol 1,3

Methyl mercaptan 300 Trichloroethylene 0,81

Methyl pyridines 100 Trichlorophenol 100

Nickel 5 2,3,5-Trichlorophenol 3,9 Nitrobenzene 50 2,3,6-Trichlorophenol 0,42

Potassium chlorate 2500 2,4,6-Trichlorophenol 7,9

Chromium (2I) 10 Copper 230

- ảnh hưởng của nồng độ NH 4 + tới sự phát triển của vi khuẩn nitrat- Nitrobacter

Turk, O., và Mavinic, D.S (1986) [17] đã chỉ ra rằng các quá trình ôxi hoá nitrit bị ức chế khi nồng độ NH3 đạt 0,1 -1 mg/l và ở nồng độ NH3 từ 5 -20 mg/l, quá trình oxi hóa NH4+ cũng bị ức chế Tuy nhiên, Ford et al (1980) [18] lại cho

số liệu về nồng độ gây ức chế quá trình ôxi hóa nitrit cao hơn nhiều (10 – 150

mg NH3 /l)

Sự có mặt của NO2- và pH thấp sinh ra HNO2 không phân li, đây là tác nhân gây ức chế quá trình ôxy hoá nitrit

Alleman (1985) [19] cho thấy khi nồng độ nitrit cao tới 27 mg/l thì

Nitrobacter bị ức chế mạnh hơn Nitrosomonas Alleman cũng cho rằng nhiệt độ

thấp, ôxy hoà tan (DO) thiếu và CO2 cao, sự có mặt của NH3 tự do và dư lượng

bùn làm giảm tốc độ phát triển của Nitrobacter và kéo theo sự giảm oxi hóa

nitrit Ngoài ra, sốc amoni và sự khử nitrat có thể gây ra sự tích luỹ chất độc

NO2- Đó là do Nitrosomonas ít nhạy cảm hơn đối với sốc NH3 và nhanh thích

nghi hơn Nitrobacter dẫn tới sự tích luỹ nitrit trong hệ

• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử nitrat hoá

ảnh hưởng của pH và nhiệt độ tới quá trình khử nitrat hoá

Điều kiện phát triển vi khuẩn khử nitrat hóa: pH 7 - 8; to = 5 - 25 oC [23], cơ chất phải là chất hữu cơ tan, càng dễ được vi sinh hấp thụ càng tốt Mặc dù methanol là cơ chất phổ biến nhất, nhưng nó chưa phải là chất tốt nhất về mặt nhiệt động học Monteith (1980) đã ghi nhận là trong số 30 loại nước thải công

nghiệp có 22 loại (thải bia và rượu) dùng trong khử nitrat hóa tốt hơn metanol [24] Vi khuẩn khử nitrat hóa có sức chịu độc hơn vi khuẩn tự dưỡng Tuy nhiên, vẫn cần lưu ý các trường hợp sau:

- Do ức chế men khử nitrit (mạnh hơn so với tác động lên men khử nitrat) Nếu có DO, nitrit sẽ tích luỹ Nếu DO = 5% mức bão hoà, tốc độ tạo khí NOxgiảm, nếu đạt 13% thì men khử nitrit không hoạt động, nếu hơn 13 % thì men khử nitrat cũng bị ức chế

- Bản thân nitrit cũng là chất độc Nếu N-NO2- ≥ 14 mg/l ở pH =7 thì quá

trình chuyển hóa chất hữu cơ bởi Pseudomonas Aeruginosa sẽ chậm lại, ở nồng

độ 350 mg/l quá trình bị ức chế hoàn toàn (kể cả quá trình oxic dùng chất nhận

e- là O2) Tương tự, các khí NOx cũng là chất độc

- Sự khử đối với NO2- bị ảnh hưởng mạnh khi giảm pH < 7,5 (ngược lại đối với sự khử NO3-)

1.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.6.1.Tình hình nghiên cứu trong nước

Hiện nay chúng ta đã có một số công trình nghiên cứu xử lý các hợp chất chứa nitơ trong nước cấp cũng như trong nước thải, các nghiên cứu còn hạn chế

và chưa đầy đủ nhưng có thể liệt kê một số các công trình nghiên cứu về lĩnh vực này như sau:

ư Nghiên cứu xử lý các chất dinh dưỡng (các hợp chất N và P) trong các hệ xử lý nước thải sinh hoạt - Lê Văn Chiều, luận án Tiến Sĩ, trường

ĐHKHTN, 2003

ư Nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ (N), Photpho (P) thích hợp với điều kiện Việt Nam - Lê Văn Cát, báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ thuộc chương trình nhà nước về bảo vệ môi trường, Hà Nội 2001-2002

ư Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm Hà Nội - đề tài cấp thành phố 01C-09/11-2002-2, chủ trì Nguyễn Văn Khôi - Sở Giao thông Công chính

Hà Nội

ư Báo cáo bước đầu xử lý amoni cho nhà máy nước Nam Dư công suất 30.000m3/ngày đêm, 2002 Công ty tư vấn cấp thoát nước và môi trường Việt Nam (VIWASE Vietnam Water Supply and Environment)

ư Các đề tài xử lý nitơ quy mô nhỏ của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VKH&CNVN) bằng phương pháp vi sinh- chủ trì Nguyễn Văn Nhị

ư Đề tài xử lý nitơ quy mô nhỏ bằng phương pháp trao đổi với zeolit, chủ trì Nguyễn Hữu Phú- VKH&CNVN

ư Xử lý nitrat, báo cáo của Lâm Minh Triết và cộng tác viên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

ư Xây dựng công nghệ khả thi xử lý amoni và asen trong nước sinh hoạt, Viên Công Nghệ Môi Trường

Phần lớn các đề tài trên đều khẳng định có thể xử lý tốt amoni nhưng đều liên quan tới nước thải Đối với nước cấp các phương pháp như trao đổi ion được

đề xuất xử lý quy mô nhỏ VKH&CNVN có đề tài chế tạo các thiết bị cỡ nhỏ, các đề tài đều khẳng định phương pháp sinh học là định hướng chính quy cho quy mô lớn Đối với các hợp chất nitơ, các công nghệ xử lý nước cấp thông thường không có hiệu quả

Vấn đề xử lý amoni trong nước cấp, đặc biệt ở mức nồng độ cao cỡ 15 –

25 mg/l là một trong những vấn đề còn khá mới mẻ ở nước ta và trên thế giới Trước năm 2002 các TCVN đều giới hạn nồng độ amoni ở mức ≤ 3 mg/l thì từ

2002, với Quyết định 1329/2002 QĐ-BYT của Bộ Y tế, giới hạn nồng độ amoni của Việt Nam đã ở mức của Tổ chức sức khoẻ thế giới WHO là 1,5 mg/l, trong khi của các nước Châu âu đã là 0,5 mg/l [3] Điều này đã thúc đẩy nhiều nghiên cứu đồng thời ở Việt Nam trong lĩnh vực xử lý amoni trong nước cấp

1.6.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Một số tài liệu đã khẳng định việc xử lý amoni đạt hiệu quả cao (98 100% ) [u] bằng phương pháp lọc với dòng khí thổi ngược dòng

-Quá trình xử lý amoni trong nước bằng vi sinh dựa trên hai quá trình sinh hoá nối tiếp và rất khác nhau là nitrat hoá và khử nitrat Bước 1 vi khuẩn nitrat