I. Giới thiệu về nước rỉ rác và các vấn đề liên quan
Nước rỉ rác là một loại nước thải có tính chất ô nhiễm cao, thường chứa nồng độ ammonium và các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học thấp. Đặc điểm này làm cho việc xử lý nước rỉ rác trở nên khó khăn và tốn kém. Theo nghiên cứu của Kjeldsen và cộng sự (2002), thành phần nước rỉ rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tuổi bãi rác, khí hậu và bản chất chất thải. Việc áp dụng các công nghệ xử lý truyền thống thường gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu quả loại bỏ nitơ. Điều này dẫn đến việc cần thiết phải nghiên cứu các phương pháp mới, như quá trình nitrit hóa bán phần, nhằm cải thiện hiệu quả xử lý nước rỉ rác cũ.
1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu
Xử lý nước rỉ rác cũ bằng các phương pháp truyền thống thường không đạt hiệu quả cao và chi phí vận hành lớn. Do đó, nghiên cứu về quá trình nitrit hóa bán phần sử dụng công nghệ SBR được xem là một giải pháp tiềm năng. Quá trình này giúp chuyển hóa một phần ammonium thành nitrit, từ đó tạo điều kiện cho quá trình anammox diễn ra hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc xử lý nước thải có nồng độ ammonium cao.
II. Quá trình nitrit hóa bán phần và công nghệ SBR
Quá trình nitrit hóa bán phần là bước quan trọng trong việc xử lý nước rỉ rác, đặc biệt là trong việc chuẩn bị cho quá trình anammox. Quá trình này diễn ra thông qua sự hoạt động của vi khuẩn oxy hóa ammonia (AOB), nhằm chuyển hóa ammonium thành nitrit. Việc sử dụng công nghệ SBR (bể sinh học theo mẻ) giúp tối ưu hóa quá trình này, nhờ vào khả năng kiểm soát tốt các thông số vận hành như DO và pH. Theo nghiên cứu, việc duy trì nồng độ DO lớn hơn 4 mg/L và pH trong khoảng 7,3 - 7,5 là điều kiện lý tưởng để làm giàu bùn AOB. Kết quả cho thấy, sau 341 ngày, nồng độ ammonium đầu vào đạt 3.830 mg/L, nồng độ nitrit thu được là 1.874 mg/L, đáp ứng yêu cầu cho quá trình anammox.
2.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình nitrit hóa
Các yếu tố như nồng độ ammonium, FA (ammonia tự do) và FNA (axit nitrit tự do) có ảnh hưởng lớn đến hoạt tính của AOB và NOB (vi khuẩn oxy hóa nitrit). Nghiên cứu cho thấy, nồng độ FA cao không hoàn toàn ức chế hoạt động của AOB, nhưng có thể làm giảm hiệu suất của chúng. Sự tiêu thụ độ kiềm trong quá trình cũng được ghi nhận là cao hơn giá trị lý thuyết, cho thấy sự tương quan giữa pH đầu ra và sự tiêu thụ độ kiềm. Điều này chỉ ra rằng việc kiểm soát các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa quá trình xử lý nước rỉ rác.
III. Đánh giá hiệu quả xử lý và ứng dụng thực tiễn
Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình nitrit hóa bán phần bằng công nghệ SBR có thể đạt hiệu quả cao trong việc xử lý nước rỉ rác cũ. Việc chuyển hóa ammonium thành nitrit không chỉ giúp giảm thiểu nồng độ ammonium trong nước thải mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình anammox. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hiệu quả loại bỏ COD thấp và giảm mạnh khi nồng độ nitrit đầu ra vượt quá 500 mg/L. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát nồng độ nitrit trong quá trình xử lý nước rỉ rác. Từ đó, nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc áp dụng công nghệ này trong xử lý nước thải từ các lĩnh vực như chăn nuôi, chế biến thực phẩm.
3.1. Ứng dụng công nghệ trong thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào việc phát triển công nghệ xử lý nước rỉ rác mà còn mở ra cơ hội ứng dụng cho các loại nước thải khác có nồng độ ammonium cao. Các lĩnh vực như chế biến thủy sản, sản xuất phân bón và chế biến cao su đều có thể áp dụng quy trình này để cải thiện hiệu quả xử lý nước thải. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành, từ đó nâng cao tính bền vững trong quản lý chất thải.
