NO₂ tăng nhưng NO₃ không tăng: Nguyên nhân và cách xử lý trong nước thải

Trong quá trình xử lý Nitơ bằng phương pháp sinh học, Amoni (NH₄⁺) được chuyển hóa thành Nitrit (NO₂⁻), sau đó Nitrit tiếp tục được oxy hóa thành Nitrat (NO₃⁻).

Vì vậy, khi kết quả phân tích cho thấy NO₂ tăng nhưng NO₃ không tăng, đây có thể là dấu hiệu quá trình Nitrat hóa đang bị mất cân bằng, đặc biệt ở giai đoạn chuyển hóa Nitrit thành Nitrat.

Tình trạng này nếu kéo dài có thể làm Nitơ tổng và Nitrit trong nước sau xử lý tăng, gây khó khăn trong việc đảm bảo chất lượng nước đầu ra.

1. NO₂ tăng nhưng NO₃ không tăng có ý nghĩa gì?

Quá trình Nitrat hóa thường diễn ra theo hai giai đoạn:

NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻

Trong đó:

• Giai đoạn 1: vi sinh vật oxy hóa Amoni thành Nitrit.

• Giai đoạn 2: vi sinh vật oxy hóa Nitrit thành Nitrat.

Nếu NO₂⁻ tích tụ trong khi NO₃⁻ không tăng tương ứng, có thể hiểu rằng giai đoạn chuyển hóa Nitrit thành Nitrat đang hoạt động không hiệu quả.

Một trong những nhóm vi sinh quan trọng ở giai đoạn này là vi khuẩn oxy hóa Nitrit.

2. Nguyên nhân NO₂ tăng nhưng NO₃ không tăng

Thiếu oxy hòa tan DO

Quá trình Nitrat hóa cần oxy để diễn ra.

Khi DO trong vùng hiếu khí không đủ hoặc dao động mạnh, tốc độ chuyển hóa Nitrit thành Nitrat có thể bị ảnh hưởng.

Không nên chỉ đo DO tại một thời điểm. Với hệ thống lớn, nên kiểm tra DO ở nhiều vị trí và nhiều thời điểm khác nhau.

pH không phù hợp

Vi sinh Nitrat hóa khá nhạy cảm với sự thay đổi pH.

Khi pH giảm quá thấp, hoạt tính của quần thể vi sinh Nitrat hóa có thể suy giảm, khiến quá trình oxy hóa Nitrit bị chậm lại.

Do đó cần theo dõi pH liên tục hoặc định kỳ tùy theo quy mô hệ thống.

Độ kiềm không đủ

Nitrat hóa tiêu thụ độ kiềm.

Nếu hệ thống hoạt động lâu ngày nhưng không kiểm soát độ kiềm, khả năng đệm của nước có thể giảm và pH có xu hướng đi xuống.

Khi đó, quá trình Nitrat hóa tiếp tục bị ảnh hưởng.

Tuổi bùn SRT quá thấp

Vi sinh Nitrat hóa thường phát triển chậm hơn so với nhóm vi sinh dị dưỡng xử lý chất hữu cơ.

Nếu xả bùn quá nhiều hoặc SRT quá thấp, quần thể vi sinh Nitrat hóa có thể bị cuốn ra khỏi hệ thống trước khi duy trì được mật độ cần thiết.

Đây là nguyên nhân cần đặc biệt lưu ý khi hệ thống vừa xử lý COD vừa yêu cầu xử lý Amoni.

Hệ thống bị sốc tải

Tải lượng Amoni tăng đột ngột có thể khiến hệ vi sinh Nitrat hóa không đáp ứng kịp.

Một số nguyên nhân có thể là:

• Nhà máy tăng công suất.

• Thay đổi nguyên liệu sản xuất.

• Nước thải có nồng độ Amoni cao bất thường.

• Nước thải chứa hóa chất ức chế vi sinh.

• Hệ thống vận hành không ổn định sau thời gian dừng máy.

Vi sinh Nitrat hóa bị ức chế

Một số thành phần trong nước thải có thể gây ảnh hưởng đến vi sinh.

Đặc biệt cần lưu ý nếu hệ thống tiếp nhận:

• Kim loại nặng.

• Dung môi.

• Hóa chất sát khuẩn.

• Nồng độ muối cao.

• Các hợp chất độc đối với vi sinh.

Trong trường hợp này, chỉ tăng liều men vi sinh mà không loại bỏ nguyên nhân gây ức chế có thể không mang lại hiệu quả như mong muốn.

3. DO bao nhiêu là phù hợp cho Nitrat hóa?

Đối với bể hiếu khí có mục tiêu xử lý Amoni, DO thường được kiểm soát ở mức đủ để duy trì hoạt động của vi sinh Nitrat hóa.

Trong thực tế vận hành, có thể tham khảo khoảng 2–4 mg/L, sau đó điều chỉnh theo đặc tính nước thải và công nghệ cụ thể.

Không nên hiểu rằng DO càng cao thì Nitrat hóa càng tốt.

DO quá thấp có thể làm giảm hiệu suất Nitrat hóa, trong khi DO quá cao lại làm tăng chi phí điện và có thể ảnh hưởng đến điều kiện vận hành của các công đoạn khác.

Quan trọng nhất là DO phải ổn định và phù hợp với tải lượng thực tế.

4. Cách kiểm tra khi NO₂ tăng

Khi phát hiện NO₂ tăng, nên kiểm tra theo thứ tự:

Bước 1: Đo NH₄⁺ đầu vào và đầu ra.

Bước 2: Đo NO₂⁻.

Bước 3: Đo NO₃⁻.

Bước 4: Kiểm tra DO trong bể hiếu khí.

Bước 5: Kiểm tra pH.

Bước 6: Kiểm tra độ kiềm.

Bước 7: Kiểm tra MLSS và MLVSS.

Bước 8: Đánh giá SRT và lượng bùn xả.

Bước 9: Kiểm tra khả năng xuất hiện hóa chất gây ức chế.

Bước 10: Đánh giá lại tải lượng Amoni thực tế.

Cách kiểm tra này giúp tránh tình trạng thấy NO₂ cao rồi lập tức tăng liều vi sinh mà chưa biết nguyên nhân.

5. Cách khắc phục NO₂ tăng nhưng NO₃ không tăng

Ổn định DO

Kiểm tra máy thổi khí, đường ống khí và hệ thống phân phối khí.

Nếu DO không đạt tại các vị trí cần thiết, cần xử lý nguyên nhân trước khi đánh giá lại hoạt tính vi sinh.

Kiểm soát pH và độ kiềm

Nếu quá trình Nitrat hóa làm tiêu hao độ kiềm khiến pH giảm, cần đánh giá nhu cầu bổ sung nguồn kiềm phù hợp.

Có thể sử dụng các nguồn kiềm được lựa chọn dựa trên điều kiện thực tế của hệ thống.

Điều chỉnh SRT

Không nên xả bùn quá mức trong hệ thống cần duy trì quần thể vi sinh Nitrat hóa.

SRT cần được tính toán dựa trên tải lượng, nhiệt độ, MLSS và mục tiêu xử lý.

Giảm tác động của sốc tải

Nếu Amoni đầu vào tăng mạnh, cần kiểm tra bể điều hòa và khả năng phân phối tải vào bể sinh học.

Việc điều hòa tải tốt giúp hệ vi sinh hoạt động ổn định hơn.

Bổ sung vi sinh chuyên dụng

Trong trường hợp quần thể vi sinh Nitrat hóa suy giảm do khởi động hệ thống, sốc tải hoặc thời gian vận hành không ổn định, có thể xem xét bổ sung chế phẩm vi sinh chuyên dụng cho quá trình xử lý Nitơ.

Tuy nhiên, hiệu quả của việc bổ sung vi sinh phụ thuộc vào điều kiện môi trường trong bể.

Nếu DO, pH, độ kiềm hoặc tải lượng không phù hợp thì vi sinh bổ sung cũng khó phát huy hiệu quả.

Tham khảo Men vi sinh Microbe lift N1 chuyên xử lý nito

6. Có nên tăng liều men vi sinh khi NO₂ tăng?

Không nên tăng liều một cách máy móc.

Trước tiên cần xác định:

• DO có đủ không?

• pH có phù hợp không?

• Độ kiềm còn đủ không?

• SRT có quá thấp không?

• MLSS có phù hợp không?

• Có chất độc hoặc chất ức chế không?

• Amoni đầu vào có tăng đột biến không?

Nếu các điều kiện vận hành cơ bản đã được kiểm soát nhưng sinh khối Nitrat hóa vẫn suy giảm, việc bổ sung men vi sinh xử lý Nitơ có thể là một phương án hỗ trợ.

7. Phân biệt NO₂ tăng do Nitrat hóa yếu và do khử Nitơ không hoàn chỉnh

Cần phân biệt hai trường hợp:

Trường hợp 1: NH₄ → NO₂ tốt nhưng NO₂ → NO₃ kém

Khi đó NO₂ có xu hướng tích tụ và cần tập trung kiểm tra điều kiện Nitrat hóa.

Trường hợp 2: NO₃ được tạo ra nhưng quá trình khử Nitrat không hoàn chỉnh

Trường hợp này cần kiểm tra công đoạn Anoxic, nguồn carbon, ORP và tỷ lệ tuần hoàn Nitrat.

Do đó, chỉ nhìn vào một chỉ tiêu NO₂ là chưa đủ để kết luận nguyên nhân.

8. Các chỉ tiêu nên theo dõi đồng thời

Để kiểm soát quá trình xử lý Nitơ, nên theo dõi đồng thời:

Kết luận

Hiện tượng NO₂ tăng nhưng NO₃ không tăng thường cho thấy quá trình chuyển hóa Nitrit thành Nitrat đang gặp vấn đề hoặc hệ thống đang mất cân bằng.

Các nguyên nhân cần kiểm tra gồm DO, pH, độ kiềm, SRT, MLSS, tải lượng Amoni, sốc tải và các chất gây ức chế vi sinh.

Việc bổ sung men vi sinh có thể hỗ trợ phục hồi quần thể vi sinh Nitrat hóa trong một số trường hợp, nhưng cần kết hợp với việc tối ưu điều kiện vận hành để đạt hiệu quả ổn định.

Đối với hệ thống xử lý nước thải có yêu cầu kiểm soát Amoni, Nitrit và Nitơ tổng, việc theo dõi đồng thời NH₄⁺ – NO₂⁻ – NO₃⁻ sẽ giúp xác định chính xác hơn vị trí đang gặp vấn đề và lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp.

LIÊN HỆ HOTLINE : 0879 168 789 để được tư vấn cụ thể

Xem thêm cách duy trì vi khuẩn nitrat hoá trong HTXL nước thải : https://visinhmicrobelift.com/cach-duy-tri-vi-khuan-nitrat-hoa-on-dinh