Hướng Dẫn Phương Pháp Khử Nitrat Trong Nước Thải Hiệu Quả An Toàn

Nitrat là một trong những chất gây ô nhiễm phổ biến xuất hiện trong nguồn nước thải từ nhà máy hay các khu nuôi trồng nông nghiệp ngoài trời và trong nhà kính. Khi con người hay động vật uống phải nguồn nước có hàm lượng nitrat cao trong thời gian dài có thể gây bệnh nguy hiểm. Hãy cùng Công ty môi trường Polygreen tìm hiểu những biện pháp như thẩm thấu ngược RO, chưng cất, điện phân, ion hóa để dễ dàng khử nitrat trong nước thải nhằm làm giảm bớt hàm lượng chất tan này.

 

Giới thiệu chung về nitrat

 

Nitrat là hợp chất vô cơ có công thức là NO3-. Chúng xuất hiện cả trong tự nhiên và tổng hợp từ quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp. Hợp chất được tìm thấy trong bầu khí quyển của trái đất, trong lòng đất và cả nước.

 

 

Hợp chất được tạo ra từ quá trình phân hủy thực vật, chất thải của động vật, con người và sản phẩm phụ của nông nghiệp và chất thải của ngành công nghiệp. Những hoạt động như xả thải nước chứa nitrat, nước mưa, lũ lụt, xói mòn đều dẫn đến việc đưa gốc nitrat vào trong nguồn nước ngầm.

 

Nguyên tố nitơ trong nitrat rất quan trọng đối với sự phát triển của thực vật trên hành tinh. Nguyên tố nitơ cũng đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người và động vật. Tuy nhiên, việc hấp thụ quá nhiều nitơ đều dẫn đến các biến chứng nguy hiểm về sức khỏe và bệnh tật. Do vậy, khử nitrat trong nước thải đóng vai trò quan trọng để tạo môi trường sống xanh, an toàn.

 

Nguyên nhân dẫn tới nitrat có trong nước thải

 

 

Trong số các hợp chất chứa nitơ, nitrat là dạng phổ biến nhất trong nước. Tất cả các dạng nitơ hòa tan khác như nitrit (NO2-), amoniac (NH3) và nitơ trong hợp chất hữu cơ đều bị oxy hóa thành nitrat theo thời gian. 

 

Nitrat được tìm thấy trong cả nước ngầm và nước trên bề mặt. Hợp chất bắt nguồn từ quá trình phân hủy tự nhiên của các vật chất sinh học. Nhiều nguồn nhân tạo cũng góp phần làm tăng nồng độ nitrat có trong nước thải. Điển hình là quá trình phản ứng trong các quy trình công nghiệp hay quá trình bón phân có gốc nito, chất thải do gia súc tạo ra. 

 

>>> Tìm hiểu thêm: Cách xử lý amoni trong nước sinh hoạt cực đơn giản và hiệu quả

 

Phương pháp xác định nitrat trong nước an toàn

 

Chính phủ nước ta đã ban hành quy chuẩn QCVN 14-MT: 2015/BTNMT quy định về các chất có trong nước thải sinh hoạt. Theo quy định này, thông số về nồng độ nitơ như sau:

 

Thông số	Đơn vị	Cột A	Cột B
Tổng nitơ	mg/l	20	40
Amoni	mg/l	5	10

 

 

Để xác định hàm lượng nitrat có trong nước an toàn, doanh nghiệp có hai phương pháp thực hiện phổ biến gồm:

 

• Sử dụng dịch vụ của các công ty dịch vụ tư vấn môi trường như Polygreen. Đơn vị tiến hành lấy mẫu thử và phân tích để cho ra kết quả chính xác, nhanh chóng. Tiếp đó, công ty còn tư vấn giải pháp khử nitrat nếu chất vượt ngưỡng cho phép, thi công lắp đặt hệ thống xử lý nước thải khử nitrat nhanh chóng, tối ưu chi phí.

 

• Phương pháp thứ hai là sử dụng máy đo lường hàm lượng nitrat trong nước như máy cảm biến nitrat của thương hiệu Real Tech.

 

Vai trò của quá trình khử nitrat trong nước thải

 

Khử nitrat trong xử lý nước thải giúp bảo vệ sức khỏe của con người trong quá trình sử dụng nước. Nếu dùng nguồn nước chứa nhiều nitrat, nồng độ chất này trong máy cao lên. Điều này dẫn đến giảm khả năng vận chuyển khí oxy của tế bào hồng cầu và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.

 

Sự ảnh hưởng này đặc biệt lớn đối với trẻ sơ sinh dưới 6 tháng tuổi. Khi nitrat trong máu của trẻ quá cao dẫn đến tình trạng rối loạn máu gọi là “hội chứng em bé màu xanh”. Chính vì vậy, việc đo lường và loại bỏ nitrat ra khỏi nước là rất quan trọng.

 

 

Từ góc độ môi trường tự nhiên, nước thải chứa nitrat cao gây hiện tượng phú dưỡng hay ô nhiễm chất dinh dưỡng. Chúng khiến tảo tăng trưởng cực nhanh. Khi tảo lớn, nở hoa và chết đi, hoạt động mạnh của vi khuẩn làm tăng lượng oxy tiêu thụ. Oxy trong lòng nước do vậy sẽ bị thiếu, khiến sinh vật thủy sinh như cá, tôm, cua, nghêu… bị chết. 

 

Do vậy, giảm nồng độ nitrat trong nước thải giúp ngăn chặn sự mất cân bằng sinh thái tự nhiên và tránh thiệt hại kinh tế đối với hộ chăn nuôi thủy hải sản nước ngọt.

 

Yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khử nitrat

 

Quá trình khử nitrat diễn ra phụ thuộc vào 3 yếu tố chính là nồng độ oxy, nhiệt độ và nguồn cacbon. Dưới đây là chi tiết cách mà từng đối tượng ảnh hưởng đến quy trình này.

 

Nồng độ oxy

 

Quá trình khử nitrat trong nước thải chỉ xảy ra khi nồng độ oxy đã cạn kiện. Lúc này, nguyên tử oxi trong NO3- là nguồn cung cấp oxy chính cho vi sinh vật. Do đó, hoạt động khử được thực hiện trong điều kiện thiếu oxy, tức nồng độ chất nhỏ hơn 0.5mg/l.

 

 

Trong diễn biến khử, vi khuẩn bẻ gãy kết nối trong NO3- để lấy oxy. Gốc NO3- lúc này chuyển thành chất mới gồm N2O và N2. Khí N2 thoát ra môi trường tự nhiên và hoàn thành việc giảm nồng độ NO3- trong nước thải.

 

Nhiệt độ

 

Nhiệt độ cao giúp đẩy nhanh tốc độ sinh trưởng và tăng trưởng của vi sinh vật khử gốc NO3-. Mức nhiệt thuận lợi nhất để các loài này phát triển là từ 5 – 30 độ C. Đối với sinh vật trong các sản phẩm vi sinh, nhiệt độ tối ưu rơi vào khoảng 30 – 36 độ C.

 

 

Nguồn cacbon

 

Khi quá trình khử gốc NO3- diễn ra có yêu cầu lượng cacbon vừa phải. 3 nguồn cung cấp cacbon cho hoạt động này bao gồm:

 

• Nguồn từ bên ngoài như methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) hoặc hợp chất acetate có gốc là CH3COO−.

 

• Nguồn cacbon bên trong từ nguồn chất thải hữu cơ trong nước.

 

• Một nguồn cung cấp cacbon khác là từ quá trình phân hủy nội bào của chất hữu cơ tế bào.

 

Các phương pháp khử nitrat trong nước thải

 

Hiện nay, các nhà sản xuất áp dụng 4 cách để khử nitrat trong nước, bao gồm thẩm thấu ngược RO, chưng cất, điện phân, trao đổi ion. Polygreen chia sẻ đến bạn chi tiết các cách thực hiện qua nội dung dưới đây.

 

Phương pháp thẩm thấu ngược RO

 

Thẩm thấu ngược RO là giải pháp khử nitrat trong xử lý nước thải được sử dụng phổ biến hiện nay. Đây là công nghệ tiên tiến hàng đầu, được nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước áp dụng. 

 

 

Màng lọc bao gồm nhiều lớp lọc xếp chồng lên nhau. Trên bề mặt bộ phận được thiết kế chuyên biệt với hàng ngàn lỗ lọc có kích thước < 0,0005µm, vô cùng nhỏ. Trước khi dẫn nước thải qua màng, chúng được lọc qua màng lọc để loại bỏ tạp chất kích thước lớn. 

 

Tiếp đó, dòng nước thải này lại tiếp tục đi qua màng lọc RO và chỉ có phần lớn phân tử nước thoát ra. Những thành phần khác như phần lớn NO3-, vi khuẩn, cặn bẩn… bị màng giữ lại.

 

Sau một thời gian, màng sẽ bị tắc và làm suy giảm công suất lọc cũng như chất lượng lọc. Do đó, đơn vị thực hiện khử nitrat phải tiến hành kiểm tra, vệ sinh hay thay thế màng theo định kỳ.

 

Chưng cất nước

 

Gốc NO3- tồn tại trong nước thải chủ yếu là gốc axit của muối kim loại. Do đó, khi làm nóng nước thải cho tới khi bốc hơi nước, chất còn lại trong bể là muối NO3- có hàm lượng cao. Chất thải này tiếp tục được xử lý, còn hơi nước được làm ngưng tụ và xả ra môi trường.

 

Điện phân để xử lý Nitrat trong nước

 

 

Khử nitrat trong nước thải bằng phương pháp điện phân là cách dùng dòng điện 1 chiều để phân tách chất ban đầu thành các chất mới. Trong phản ứng sẽ tạo ra kim loại và các chất khí. Để thực hiện, trong bể điện phân có hai cực gồm:

 

• Cực âm catot diễn ra quá trình khử, tức nhận electron.

 

• Cực dương anot diễn ra quá trình oxy hóa, tức giải phóng electron.

 

Khi cung cấp cho bể một dòng điện 1 chiều, chất điện ly trong nước bắt đầu dịch chuyển. Các đối tượng trái dấu thì hút nhau. Như vậy, gốc NO3- đi về cực anot, bị khử bởi H+. Kết quả là tạo thành khí NO2 và H2O. Khí NO2 thoát ra khỏi nước và bay vào mô trường tự nhiên.

 

Trao đổi ion trong các bể lọc 

 

Trao đổi ion trong các bể lọc cũng là giải pháp khử nitrat trong xử lý nước thải được áp dụng nhiều hiện nay. Trong cách này, các ion không mong muốn bị loại bỏ và thay vào vị trí đó là ion mong muốn từ các vật liệu trao đổi như màng lọc. Sau khi quá trình diễn ra, chất lượng nước thải trở nên sạch hơn. 

 

Tùy theo từng chất mà bể lọc được sử dụng khác nhau. Khi muốn khử amoni, bể được sử dụng là cationit. Trong khi đó, người ta sử dụng bể Ionit để khử nitrat.

 

Giải đáp một số câu hỏi thắc mắc về khử nitrat trong nước thải

 

 

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp liên quan đến khử nitrat trong nước thải và lời giải đáp của chúng tôi.

 

Đun sôi có loại bỏ nitrat được không?

 

Khi đun sôi, hơi nước sẽ thoát ra ngoài do bốc hơi và thứ còn lại trong bể là muối nitrat. Lúc này, đơn vị xử lý chỉ cần thu thập và sử dụng cho mục đích khác. Như vậy, việc đun sôi loại bỏ được nitrat. Tuy nhiên, phương thức này cần nhiều năng lượng để tạo và duy trì nhiệt dẫn đến chi phí cao. Do đó, không có nhiều đơn vị áp dụng giải pháp này.

 

Cách ngăn chặn nitrat xâm nhập vào nước

 

Để ngăn chặn nitrat xâm nhập vào nước uống, nước sinh hoạt hàng ngày, các doanh nghiệp và người dân cần:

 

• Xử lý nước thải có nitrat trước khi xả thải.

 

• Xây dựng giếng xa nguồn nước ô nhiễm.

 

• Đo nồng độ nitrat thường xuyên để phát hiện sự bất thường trong nước và có giải pháp xử lý nhanh.

 

• Sử dụng phân bón có gốc N phù hợp, tránh lạm dụng.

 

Polygreen – đơn vị thi công hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn

 

Polygreen được thành lập năm 2014, là một trong những công ty tư vấn môi trường chuyên cung cấp các giải pháp xử lý nước thải, tư vấn giấy phép môi trường. Hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn của chúng tôi đảm bảo loại bỏ hiệu quả các hợp chất gây hại trong nước như NO3-, NH4, SO4, NaCl…

 

 

Với nhiều năm kinh nghiệm hoạt động, Polygreen tự tin tư vấn những vấn đề về đăng ký môi trường, thi công và lắp đặt hệ thống xử lý nước thải chuyên dùng trong công nghiệp. Công trình của chúng tôi đảm bảo chất lượng cao, phù hợp tiêu chuẩn quốc gia. Đồng thời, hệ thống còn hoạt động bền vững để mang đến sự tối ưu chi phí về lâu dài. Khi bạn cần tư vấn thêm về hệ thống khử nitrat trong nước thải của Polygreen, hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!

 

Công Ty TNHH Dịch Vụ Môi Trường Polygreen

 

• Địa chỉ: 860/12B Huỳnh Tấn Phát, Phường Tân Phú, Quận 7, TP.HCM

 

• Hotline: 028 3773 2377 – 0919 086 459 – 0917 630 283

 

• Website: dichvumoitruong.vn