Anammox Xử Lý Nước Thải: Định Nghĩa Và Quy Trình Hoạt Động

Anammox xử lý nước thải là một trong những phương pháp xử lý amoni mang lại hiệu quả cao và đang được áp dụng trong một số hệ thống xử lý nước thải hiện nay. Vậy, phương pháp anammox là gì? Quy trình hoạt động và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu những thông tin ngay trong bài viết dưới đây.

Khái niệm của anammox xử lý nước thải

Anammox là phương pháp được ứng dụng với mục đích chính là xử lý amoni với một chu trình sinh học của nitơ. Trong đó bao gồm các quá trình như nitrate hóa, khử nitrate để cố định nitơ hoặc nitrat hóa.

Quá trình Anammox được diễn ra nhờ vào sự biến đổi nguồn năng lượng ở quá trình oxi hoá hiếu khí amoni với nitrite. Kết hợp cùng sự cộng hưởng trung gian của các hydrazine, electron và CO2.

Ở điều kiện kỵ khí, quá trình Anammox diễn ra trong môi trường tự dưỡng. Tại đây, NO2 đóng vai trò quan trọng; không thể thiếu được khi thực hiện chuyển hoá chất dinh dưỡng.

Phương pháp Anammox trong xử lý nước thải được đánh giá là mang lại hiệu quả cao, ít tiêu tốn năng lượng; thời gian xử lý ngắn. Do đó, đây là công nghệ đang được tin tưởng và sử dụng trong nhiều hệ thống xử lý nước thải. Đặc biệt là nguồn nước thải có hàm lượng cacbon hữu cơ thấp.

Quy trình hoạt động của anammox khi xử lý amoni trong nước thải

Phương pháp Anammox được vận hành để chuyển hóa hợp chất chứa nitơ thành dạng khí nitơ phân tử thông qua các quá trình liên tiếp nitrate hóa và khử nitrate. Trong quá trình bao gồm các phản ứng oxi hóa khử trực tiếp giữa ammonium với nitrite bằng phương pháp vi sinh. Sau đó, oxy hóa xúc tác trực tiếp ammonium thành khí nitơ thông qua chất oxi hoá mạnh.

Cụ thể, quá trình khử nitơ bằng phương pháp Anammox chia thành 2 giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: nitrate hóa bán phần. Mục đích là chuyển một nửa amoni thành nitrit. Khi đó, cần phải bổ sung carbon vô cơ để thực hiện phản ứng sau:

• NH4+ + 1,5 O2 + 2 HCO3– → NO2– + 2CO­2 + 3H2O

Giai đoạn 2: Quá trình Anammox. diễn ra trong điều kiện yếm khí. Khi đó, amoni sẽ được oxy hoá trực tiếp thành N2 theo phương trình sau:ư

• NH3 + 1,32NO2– + H+ → 1,02N2 + 0,26NO3– + 2H­2O

>> Xem thêm: Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Xử Lý Amoni Trong Xử Lý Nước Thải

Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Anammox

DO

Nồng độ oxy trong nước thải (DO) cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến quá trình Anammox. Bởi oxy có thể ức chế vi khuẩn Anammox. Đặc biệt là khi nồng độ DO trên 0,01 mgO2/L.

TAN, TNO2, NO3

Nhìn chung, quá trình Anammox sẽ không bị ức chế bởi tổng nồng độ nitơ amonia TAN hoặc các sản phẩm trung gian của quá trình nitrate hóa diễn ra ở nồng độ tối đa là 1gN/L.

Nếu nồng độ TNO2 lớn hơn 100 mg NO2-N/L thì vi khuẩn có thể bị ức chế. Nếu nồng độ 40 mg NO2-N/ L kéo dài nhiều ngày thì sẽ gây ức chế đối với hệ vi khuẩn Anammox.

Nếu nồng độ TNO2 tăng lên trong nước thải thì hệ sinh vật có xu hướng sử dụng TNO2.

Nhiệt độ và độ PH

• Nhiệt độ tối ưu cho hệ vi khuẩn Anammox là 120 - 150 độ C.

• Độ PH lý tưởng nhất là từ 6.7 - 8.3.

Phosphate

Mức độ ảnh hưởng của phosphate với hai chủng vi khuẩn của quá trình Anammox là Candidatus Brocadia anammoxidans và Candidatus Kuenenia stuttgartiensis sẽ có sự khác biệt nhất định. Trong đó, với Candidatus Brocadia anammoxidans sẽ bị suy giảm hoạt tính khi nồng độ phosphate lớn hơn 155 mg PO43-/L.

Đối với Candidatus Kuenenia stuttgartiensis khi nồng độ phosphate tăng lên tới 620 mg PO43-/ vẫn không ghi nhận thấy sự ức chế đáng kể. Tuy nhiên, cũng có nghiên cứu theo mẻ sử dụng hệ bùn cao tải. Người ta nhận thấy nồng độ phosphate ảnh hưởng một phần để các hệ vi khuẩn Anammox, trong đó bao gồm cả Candidatus Kuenenia stuttgartiensis.

• Cụ thể, khi nồng độ phosphate là 55 mg PO43-/L hoạt tính của vi khuẩn Anammox giảm xuống chỉ còn 63% so với hoạt tính ở điều kiện thông thường.

• Khi nồng độ phosphate là 110 mg PO43-/L, hoạt tính giảm xuống còn 20%.

• Khi nồng độ phosphate là 285 mg PO43-/L, hoạt tính của hệ vi khuẩn Anammox bị giảm hoạt tính 80%.

Nồng độ sinh khối

Hệ vi khuẩn Anammox duy trì hoạt động hiệu quả khi mật độ tế bào đạt mức từ 10¹⁰ đến 10¹¹ tế bào trên mỗi mililit. Đây là điều kiện quan trọng giúp vi khuẩn thực hiện quá trình chuyển hóa các hợp chất nitơ một cách ổn định; đảm bảo hiệu suất xử lý sinh học cao trong các hệ thống xử lý nước thải. Mức độ tập trung tế bào này là một yếu tố quyết định cho sự cân bằng và hoạt động bền vững của hệ vi khuẩn Anammox, góp phần tối ưu hóa quá trình khử nitơ mà chúng tham gia.

Những yếu tố khác

Hoạt động của vi khuẩn Anammox có thể giảm sút từ 30% đến 50% khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Tia UV từ ánh nắng không chỉ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng mà còn làm suy yếu khả năng chuyển hóa của vi khuẩn này.

Ngoài ra, một số nguồn carbon như acetate, glucose, và pyruvate cũng được ghi nhận là có tác động tiêu cực đến hoạt tính của vi khuẩn Anammox. Các hợp chất carbon này có thể làm gián đoạn quá trình trao đổi chất đặc trưng của vi khuẩn. Từ đó làm giảm hiệu suất của chúng trong việc xử lý các hợp chất nitơ. Điều này cho thấy, cả yếu tố ánh sáng và nguồn carbon không mong muốn đều có khả năng gây cản trở đến quá trình sinh học của vi khuẩn Anammox.

>> Xem thêm: Quy Trình Xử Lý Nước Thải Sản Xuất Kem Diễn Ra Như Thế Nào?

Kết luận

Trên đây là những thông tin về Anammox xử lý nước thải. Hy vọng đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về phương pháp này. Nếu bạn còn thắc mắc cần được giải đáp, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn các thông tin cần thiết nhất.

Thông tin liên hệ:

CÔNG TY TNHH GREEN

Trụ sở Hà Nội: Tầng 2 Tòa J, 226 Vạn Phúc, phường Liễu Giai, quận Ba Đình, Hà Nội

• Điện thoại: 024 3514 8260

• Hotline: 032 844 8880

• Email: admin@greenwater.com.vn

Chi nhánh HCM: 82 Nguyễn Bá Tuyển - Phường 12 - Q.Tân Bình - Tp.Hồ Chí Minh

• Hotline: 0931 112 900

• Email: admin@greenwater.com.vn