Tác hại và cách xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt

Vấn nạn ô nhiễm môi trường ngày nay nhất là ô nhiễm nguồn nước đã trở nên vô cùng cấp bách. Một trong những nguyên nhân khiến nguồn nước bị ô nhiễm là do hàm lượng Nitơ trong nước thải sinh hoạt. Chúng không những gây ô nhiễm nguồn nước, khiến sinh vật nước không thể sống sót mà còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Hiện nay, việc giải quyết và kiểm soát vấn đề Nitơ có trong nước thải sinh hoạt đang là 1 công việc vô cùng cấp bách.

Thực trạng Nitơ trong nước thải sinh hoạt khiến nhiều người lo lắng

Nước thải sinh hoạt là gì? Gồm những nguồn nào?

Nước thải sinh hoạt là nguồn nước sau khi được sử dụng bởi con người sẽ được thải ra cống thoát nước. Đây là những nguồn nước phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt thường ngày của con người như trong lúc tắm gội, giặt giũ, vệ sinh, các hoạt động ăn uống.

Những nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt thường thấy nhất là từ các nguồn sau:

- Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư, khu căn hộ cao cấp.

- Nước thải từ các trung tâm thương mại, địa điểm vui chơi giải trí.

- Nguồn nước thải sinh hoạt đến từ các hoạt động chế biến thực phẩm tại các nhà hàng, khách sạn, quán ăn.

- Nước thải sinh hoạt từ các hoạt động của công nhân trong các nhà máy.

>> Xem thêm: Thông cống nghẹt quận Tân Phú Hưng Thịnh

Ba thành phần thường xuất hiện trong nước thải sinh hoạt:

- Thành phần BOD/COD: BOD/COD có trong nước thải thường ở nồng độ thấp thường nhỏ hơn 500mg/ lít. Thỉnh thoảng sẽ lượng BOD/COD vượt 500mg/ lít. Nhưng chỉ cần bổ sung thêm UASB là sẽ giảm được BOD/COD .

- Dầu mỡ: là thành phần thường thấy tiếp theo trong nước thải sinh hoạt. Nguồn phát sinh chủ yếu là từ các hoạt động nấu nướng sản xuất ra nhiều dầu mỡ thải ra môi trường nước.

- Nitơ: Nitơ là thành phần tiếp theo, chúng thường được phát sinh chủ yếu ở dạng amoniac trong nước tiểu. Đây là thành phần khó xử lý và loại bỏ nhất trong hệ thống xử nước thải.

Nitơ là gì? Tác hại của chúng như thế nào?

Nitơ là một trong những nguyên tố hóa học đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự hình thành các sự sống trên Trái Đất. Đây là thành phần góp mặt trong quá trình cấu tạo nên protein có trong các tế bào chất và các axit amin trong nhân tế bào. Gần như toàn bộ các sinh vật sống cùng các chất thải mà chúng thải ra trong quá trình sống đều có chứa hàm lượng Nitơ.

Nitơ là nguyên tố hóa học quan trọng 

Từ đây, có thể dễ dàng suy ra Nitơ trong môi trường nước khá nhiều, chúng có thể tồn tại dưới nhiều hình dạng từ các protein có cấu trúc phức tạp cho đến các axit amin đơn giản. Trong nước thải sinh hoạt, Nitơ được biểu hiện qua 2 thông số cơ bản là nitrat (NO3-) và Amoni (NH4+). 2 thông số này sẽ nói lên nồng độ ô nhiễm Nitơ trong nước thải.

Các tác hại mà Nitơ trong nước thải sinh hoạt mang lại

Khi hàm lượng Nitơ trong nước thải sinh hoạt cao vượt mức cho phép có thể dẫn đến nhiều tác hại, cụ thể như sau:

Tạo điều kiện phát triển mạnh cho các loài thực vật phù du như tảo, rêu… từ đó gây ra hiện trạng phú dưỡng hóa. Khiến nhiều chất độc hại như CO2, NH4, CH4, H2S… sản sinh nhiều hơn trong nước từ đó làm cho các động vật thủy sinh bị mất đi môi trường sống, gây mất cân bằng hệ sinh thái, gia tăng ô nhiễm không khí và khiến môi trường chung bị ô nhiễm nghiêm trọng hơn.

Bên cạnh các tác hại kể trên thì, hàm lượng Nitơ trong nước thải sinh hoạt cao khiến các hợp chất Nitơ nhất là Nitroamin hình thành nhiều. Đây là hợp chất vô cùng có hại cho con người chúng có khả năng gây ung thư cho con người.

Ngoài ra, Nitơ có mặt trong nước thải sinh hoạt cũng sẽ khiến quá trình xử lý, đặc biệt là xử lý sinh học trở nên phức tạp hơn rất nhiều. 

Thực trạng hàm lượng Nitơ quá nhiều trong nước thải sinh hoạt hiện nay

Theo kết quả thống kê, trung bình mỗi ngày, mỗi người sẽ tiêu thụ 1 lượng khoảng từ 5g đến 16g Nitơ dưới dạng Protein và sẽ thải 30% lượng Nitơ đã nạp ra ngoài. Theo nghiên cứu lượng Nitơ được thải ra bằng nước tiểu sẽ cao hơn 8 lần so với lượng Nitơ có trong phân.

Hàm lượng Nitơ được thải ra môi trường nước đã vượt mức cho phép

Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng các chất Nitrat và Nitrit rất thấp do lượng Oxy hòa tan và mật độ vi sinh tự dưỡng cũng khá thấp. Nên có thể thấy thành phần Amoni chiếm có thể chiếm lên đến từ 60 đến 80% hàm lượng Nitơ tổng thể có trong nước thải sinh hoạt. 

Vì sao nói hàm lượng Nitơ trong nước thải sinh hoạt lại khó xử lý?

Như đã nói ở trên việc xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt khá phức tạp bởi chúng cần phải trải qua 2 quá trình là Nitrit hóa và Nitrat hóa. Để thực hiện hiệu quả 2 quá trình này giúp nước thải đầu ra có hàm lượng Nitơ đạt chuẩn nhà máy cần sở hữu công trình xử lý Nitơ chuyên biệt hoặc xây dựng 1 hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn, tân tiến. 

Xử lí nitơ có trong nước khá khó khăn

Trong quá trình xử lý Nitơ bạn cần chuẩn bị khá nhiều điều kiện như đảm bảo hàm lượng oxy hòa tan đạt chuẩn, hàm lượng MLVSS, độ kiềm, hàm lượng RAS đi từ bể thiếu khí về bể Anoxic, nồng độ PH…. Chỉ cần 1 trong các điều kiện này không đạt chuẩn sẽ gây ảnh hưởng rất nhiều đến toàn bộ quá trình xử lý.

Làm thế nào để xử lý vấn đề hàm lượng Nitơ quá mức có trong nước thải sinh hoạt?

Ngày nay, việc xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt luôn được các nhà chức trách, các chủ doanh nghiệp, xí nghiệp, nhà máy đặc biệt chú trọng, nhằm đảm bảo sức khỏe con người cũng như ngăn chặn vấn nạn ô nhiễm môi trường nói chung và nguồn nước nói riêng. 

Trong số các phương pháp thì biện pháp sinh học xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt được nhiều người đứng đầu trong các doanh nghiệp, xí nghiệp ưu tiên lựa chọn. Phương pháp xử lý này sẽ được áp dụng dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật.

>> Xem thêm: Thông cống nghẹt huyện Bình Chánh Hưng Thịnh

Nói cụ thể hơn là người ta sẽ sử dụng vi sinh vật có khả năng hấp thụ, sử dụng  các hợp chất hữu cơ, các loại chất khoáng có trong nguồn nước thải sinh hoạt như COD, BOD nồng độ cao để làm nguồn dinh dưỡng tạo ra năng lượng cho chúng sinh sống. 

Tiếp theo, chúng sẽ sử dụng các hợp chất Nitơ độc hại và chuyển hóa chúng thành khí N2 thải lại vào không khí. Từ đó, góp phần làm giảm nồng độ Nitơ có trong nước thải sinh hoạt.

Xử lí nitơ bằng phương pháp sinh học

Để quá trình xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt của các vi sinh vật được hiệu quả hơn thì cần sự kết hợp của 2 quá trình Nitrat hóa và quá trình khử Nitrat, cụ thể như sau:

Đối với quá trình Nitrat hóa: Đây là quá trình chuyển hóa giúp chuyển đổi Amoniac (hay NH3, NH4) trở thành Nitrit (hay NO2) nhờ vào các vi khuẩn Nitrosomonas. Tiếp theo, các nhóm vi khuẩn Nitrobacter sẽ tiến hành chuyển hóa chất NO2 thành NO3.

Đối với quá trình khử Nitrat: Quá trình này sẽ được tiến hành bằng cách sử dụng các nhóm vi sinh vật có khả năng khử Nitơ trong điều kiện thiếu khí như Achromobacter, Serratia, Pseudomonas, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans để chuyển hóa NO3 thành khí Nitơ trong dạng khí tự do, giúp giảm nồng độ Nitơ trong nước thải sinh hoạt.

Kết luận

Nhìn chung quá trình xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt còn khá khó khăn và còn tốn kém nhiều chi phí. Hy vọng trong tương lai sẽ có nhiều biện pháp khắc phục vấn nạn Nitơ quá mức trong nguồn nước mới hiệu quả và đơn giản hơn, cũng như có nhiều hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn được xây dựng làm giảm lượng Nitơ thải ra nguồn nước sinh hoạt.