1. pH là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa
Yếu tố chức năng quan trọng nhất trong quá trình nitrat hóa là hoạt động của vi khuẩn. Vi khuẩn nitrat hóa rất nhạy cảm với pH. Trong điều kiện trung tính hoặc hơi kiềm (pH trong khoảng 8–9), hoạt tính sinh học của chúng mạnh nhất và quá trình nitrat hóa diễn ra nhanh chóng.
Dưới các điều kiện pH cực đoan khác, ví dụ khi pH > 9,6 hoặc < 6,0, hoạt tính sinh học của vi khuẩn nitrat hóa bị ức chế và có xu hướng ngừng hoàn toàn. Khi pH > 9,6, mặc dù quá trình chuyển hóa NH₄⁺ thành NO₂⁻ và NO₃⁻ vẫn diễn ra bất thường nhanh, nhưng cân bằng ion hóa của NH₄⁺ cho thấy nồng độ NH₃ tăng nhanh. Vì vi khuẩn nitrat hóa cực kỳ nhạy cảm với NH₃, điều này cuối cùng làm ảnh hưởng đến tốc độ nitrat hóa.
Trong điều kiện axit, khi pH < 7,0 thì tốc độ nitrat hóa chậm lại. Khi pH < 6,5, tốc độ nitrat hóa giảm đáng kể. Khi pH < 5,0, tốc độ nitrat hóa tiến gần về không.
2. Nguyên nhân gây giảm pH trong quá trình nitrat hóa
Sự giảm pH có thể do hai nguyên nhân khả thi. Thứ nhất, nước thải đầu vào chứa các axit mạnh, làm giảm pH của nước thải đầu vào và do đó làm giảm pH của hỗn hợp bùn.
Thứ hai, như được thể hiện trong phương trình nitrat hóa, quá trình chuyển đổi NH₃-N thành NO₃⁻-N sinh ra tính axit khoáng (H⁺), tiêu thụ một phần độ kiềm. Cứ mỗi gam NH₃-N được chuyển đổi thành NO₃⁻-N sẽ tiêu thụ khoảng 7,14 gam độ kiềm (tính theo CaCO₃). Do đó, khi độ kiềm trong nước thải không đủ và tải lượng TKN (Tổng nitơ Kjeldahl) tương đối cao, độ kiềm trong nước thải có thể bị cạn kiệt. Điều này khiến pH của hỗn hợp bùn giảm xuống dưới 7,0, làm giảm hoặc ức chế tốc độ nitrat hóa.
Nếu không có axit mạnh nào hiện diện trong nước thải đầu vào, nước thải sinh hoạt thông thường thường có tính kiềm nhẹ, nghĩa là độ pH thường cao hơn 7,0. Trong trường hợp này, độ pH chủ yếu phụ thuộc vào độ kiềm của nước thải đầu vào.
Do đó, trong bể phản ứng nitrat hóa sinh học, cần nỗ lực tối đa để kiểm soát độ pH của hỗn hợp lơ lửng ở mức trên 7,0. Duy trì độ pH > 7,0 là điều kiện tiên quyết cho một hệ thống nitrat hóa sinh học thành công. Để kiểm soát độ pH một cách chính xác, cần thực hiện các phép tính độ kiềm. Khi độ pH < 6,5, cần bổ sung chất kiềm vào nước thải.
JIDE cung cấp các cảm biến độ pH được thiết kế đặc biệt cho các quy trình xử lý nước thải. Các cảm biến này hỗ trợ truyền tín hiệu kỹ thuật số và đo lường chính xác. Được trang bị ba chức năng rơ-le tín hiệu ngoài, những cảm biến này có thể khởi động và dừng bơm định lượng dựa trên các ngưỡng đặt trước cho độ pH cao và thấp. Chúng được sử dụng rộng rãi để giám sát độ pH trong các quy trình nitrat hóa.
3. Sản phẩm mở rộng: Giám sát tải hữu cơ – Máy phân tích COD/BOD trực tuyến
Các máy phân tích COD và BOD trực tuyến của JIDE cũng thường được sử dụng để giám sát trong các phản ứng nitrat hóa. Khi áp dụng quy trình lọc sinh học có sục khí (BAF) để thực hiện nitrat hóa và loại bỏ nitơ, việc loại bỏ NH₄-N phụ thuộc một phần vào tải lượng hữu cơ.
Khi tải lượng hữu cơ vượt nhẹ hơn mức 3,0 kg BOD/(m³ môi trường•ngày), quá trình loại bỏ NH₃-N bị ức chế. Khi tải lượng hữu cơ vượt quá 4,0 kg BOD/(m³ môi trường•ngày), quá trình loại bỏ NH₃-N bị ức chế đáng kể. Do đó, khi sử dụng bộ lọc sinh học có sục khí để đồng thời loại bỏ cacbon và thực hiện nitrat hóa, tải lượng hữu cơ cần được giảm xuống.
Khi thiết kế quy trình lọc sinh học có sục khí đặc biệt nhằm loại bỏ chất hữu cơ, trước tiên cần lựa chọn tải trọng thể tích BOD phù hợp dựa trên loại nước thải cần xử lý và chất lượng nước xả ra yêu cầu. Việc lựa chọn tải trọng thể tích BOD phải được xác định bằng cách phân tích dữ liệu vận hành thực tế từ các nhà máy xử lý nước thải tương tự, đồng thời cần dự phòng một khoảng an toàn trong thiết kế. Khi sử dụng bộ lọc sinh học có sục khí để đồng thời loại bỏ cacbon và nitrat hóa, tải trọng hữu cơ phải được giảm xuống và tốt nhất nên duy trì tải trọng hữu cơ dưới mức 2,0 kg BOD/(m³ môi trường•ngày).
EN
