Hàm lượng amoni trong nước thải vượt ngưỡng quy định luôn là bài toán nan giải và là sự cố phổ biến đối với các kỹ sư vận hành trạm xử lý nước thải. Khi chỉ số này vượt quá tiêu chuẩn cho phép của QCVN 40:2025/BTNMT đối với nước thải công nghiệp, doanh nghiệp không chỉ đối mặt với nguy cơ bị xử phạt hành chính nặng nề mà còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái tiếp nhận.
Vậy hiện tượng amoni tăng cao do đâu, và làm thế nào để tối ưu hóa hệ thống đưa chỉ số này về ngưỡng an toàn? Hãy cùng chuyên gia môi trường tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
1. Amoni trong nước thải là gì? Vì sao cần phải xử lý?
Amoni (NH4+) là một trạng thái hóa trị của nguyên tố Nitơ. Trong môi trường nước thải, Amoni thường tồn tại song song với khí Amoniac (NH3) tùy thuộc vào nồng độ độ pH và nhiệt độ của nguồn nước.
Khi hàm lượng amoni vượt chuẩn mà xả thẳng ra các lưu vực sông, hồ, nó sẽ tiêu hao một lượng lớn oxy hòa tan có trong nguồn nước mặt, làm chết hàng loạt thủy sinh vật và đẩy nhanh quá trình phì dưỡng nguồn nước. Đối với sức khỏe con người, nước nhiễm amoni tích tụ lâu ngày có khả năng chuyển hóa thành nitrit, nitrat – các tác nhân hàng đầu gây ra hội chứng thiếu máu và tăng nguy cơ ung thư. Hình 1: Hệ thống bể sinh học hiếu khí xử lý amoni trong nước thải
2. Nguyên nhân cốt lõi khiến Amoni trong nước thải vượt ngưỡng
Hiện tượng chỉ số nito amoni đầu ra không đạt chuẩn xả thải thường xuất phát từ hai nhóm nguyên nhân chính: Đặc thù dòng thải ô nhiễm đầu vào hoặc Sự cố kỹ thuật trong quy trình xử lý sinh học.
2.1. Tải lượng ô nhiễm Nitơ hữu cơ đầu vào tăng đột biến
Nước thải sinh hoạt đô thị: Khoảng 65% tổng lượng nitơ có trong nước thải sinh hoạt bắt nguồn từ các chất thải hữu cơ, đặc biệt là quá trình phân hủy các hợp chất chứa urea có trong nước tiểu của con người.
Nước thải chế biến thủy hải sản và chăn nuôi: Chứa một hàm lượng hữu cơ mạch dài đậm đặc từ máu, mỡ, protein thịt và phân vật nuôi phân hủy giải phóng ra lượng lớn ion.
Nước thải công nghiệp đặc thù: Dòng nước xả phát sinh từ quá trình sản xuất hóa chất, phân bón hóa học, hóa chất tẩy rửa, hoặc các nhà máy thuộc da có nồng độ amoni vô cùng đậm đặc.
2.2. Sự cố ức chế quá trình Nitrat hóa tại bể xử lý sinh học hiếu khí
Hệ thống xử lý nước thải hiện nay loại bỏ đạm amoni chủ yếu bằng phương pháp sinh học thông qua quá trình Nitrat hóa nhờ hai chủng vi khuẩn hiếu khí bắt buộc là Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi một trong các yếu tố vận hành bể hiếu khí dưới đây bị lỗi, quá trình này sẽ lập tức ngưng trệ, khiến amoni đầu ra tăng vọt:
Thiếu hụt chỉ số Oxy hòa tan (DO): Vi khuẩn nitrat hóa đòi hỏi lượng oxy cực cao. Nếu nồng độ DO trong bể sinh học sụt giảm xuống dưới mức tối ưu, vi khuẩn sẽ bị giảm hoạt tính.
Độ pH của bể biến động mạnh: Quá trình chuyển hóa đạm tiêu tốn rất nhiều độ kiềm trong nước. Nếu hệ thống không được châm hóa chất bù kiềm, pH tụt sâu xuống dưới 6.5 sẽ khiến vi sinh vật ngừng hoạt động hoàn toàn.
Nhiệt độ dòng thải bất thường: Các vi khuẩn xử lý amoni hoạt động tối ưu ở dải nhiệt độ. Nhiệt độ quá lạnh vào mùa đông hoặc dòng nước thải xả từ nhà máy sản xuất quá nóng sẽ gây sốc nhiệt vi sinh.
Thời gian lưu bùn (SRT) chưa đạt: Do vi sinh vật chuyển hóa nito có tốc độ tăng trưởng vô cùng chậm, hệ thống cần thời gian duy trì tuổi bùn từ (10 – 15) ngày. Nếu xả bùn dư quá mức, các chủng vi sinh nitrat hóa sẽ bị rửa trôi ra khỏi bể.
Ảnh hưởng của các chất ức chế sinh trưởng: Nước thải y tế chứa dư lượng kháng sinh hoặc nước thải sản xuất chứa kim loại nặng độc hại sẽ tiêu diệt hoặc làm tê liệt màng sinh khối.
Yếu tố vận hành
Giá trị tối ưu cho xử lý Amoni
Hệ quả khi sai lệch
Nồng độ DO
Từ 2.0 đến 5.0 mg/L
Quá trình Nitrat hóa bị đình trệ
Độ pH
Từ 6.8 đến 8.0
Vi sinh vật bị sốc và giảm sinh khối
Nhiệt độ
Từ 24°C đến 30°C
Vi khuẩn hoạt động kém hoặc bị chết
Tuổi bùn (SRT)
Từ 10 đến 15 ngày
Vi khuẩn bị rửa trôi, không kịp sinh sản
Hình 2: Trạm xử lý nước thải công nghiệp đạt chuẩn QCVN
3. Các giải pháp xử lý Amoni cao vượt ngưỡng hiệu quả nhất
Khi phát hiện hàm lượng amoni vượt tiêu chuẩn quy định, đơn vị quản lý vận hành cần lập tức triển khai các giải pháp rà soát công nghệ dưới đây:
3.1. Tối ưu hóa các thông số kỹ thuật vận hành bể sinh học
Cần liên tục kiểm tra hiệu suất xử lý amoni thông qua công thức tính toán giữa nồng độ đầu vào và đầu ra. Đồng thời, điều chỉnh lưu lượng máy thổi khí để duy trì DO luôn lớn hơn 2mg/L . Thường xuyên châm bổ sung Soda hoặc vôi để cân bằng lại độ kiềm carbonat và duy trì ổn định độ pH trong bể sinh học.
3.2. Bổ sung chế phẩm vi sinh chuyên dụng chuyển hóa Nitơ
Đối với các hệ thống bị sự cố sốc tải hoặc vừa bị chết bùn vi sinh do dính hóa chất độc hại, việc cấy bổ sung các chủng men vi sinh chuyên biệt xử lý Nitơ (như chủng vi sinh nitrat hóa đậm đặc) là giải pháp nhanh nhất để khôi phục mật độ sinh khối và tăng tốc độ xử lý đạm amoni.
3.3. Sử dụng công nghệ hóa lý bổ trợ khi tải lượng quá cao
Trong trường hợp dòng thải có nồng độ amoni đầu vào quá đậm đặc vượt xa công suất thiết kế của bể sinh học, doanh nghiệp có thể cân nhắc tích hợp thêm các công nghệ xử lý hóa lý bổ trợ trước hoặc sau bể sinh học như:
Phương pháp Stripping (tháp thổi khí stripping amoniac ở pH cao).
Phương pháp điện hóa hoặc kết tủa hóa học tạo muối MAP.
Ứng dụng màng lọc thẩm thấu ngược RO tiên tiến đối với nguồn thải yêu cầu tái sử dụng.
Kết luận
Hiện tượng amoni trong nước thải vượt ngưỡng hoàn toàn có thể kiểm soát và khắc phục triệt để nếu đơn vị vận hành nắm vững các thông số kỹ thuật cốt lõi và có phương án điều chỉnh vi sinh kịp thời.
Nếu hệ thống xử lý nước thải của quý doanh nghiệp đang gặp sự cố về chỉ số Amoni, Nitơ hoặc COD vượt chuẩn xả thải, hãy liên hệ ngay với đội ngũ kỹ sư môi trường giàu kinh nghiệm của chúng tôi để được khảo sát, phân tích mẫu nước và tư vấn giải pháp khắc phục tối ưu, tiết kiệm chi phí nhất!
admin
Công ty TNHH Thương mại Dịch vụ Công nghệ Môi trường Dương Vinh được thành lập ngày 04/05/2017, theo giấy phép số 0314384879 do Sở Kế Hoạch và Đầu Tư Thành Phố Hồ Chí Minh cấp.
QCVN 40:2025/BTNMT đối với nước thải công nghiệp, doanh nghiệp không chỉ đối mặt với nguy cơ bị xử phạt hành chính nặng nề mà còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái tiếp nhận.
