Xử lý Amoni trong nước

Nước là nguồn tài nguyên quý giá, đóng vai trò thiết yếu cho sự sống của con người. Tuy nhiên, hiện nay, tình trạng ô nhiễm nguồn nước do các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt ngày càng gia tăng. Trong đó, nhiễm Amoni trong nước là vấn đề đáng quan tâm tại nhiều tỉnh thành trên cả nước.

Amoni là gì?

Amoni là một chất khí không màu, có mùi khai nồng đặc trưng. Khi hòa tan trong nước, Amoni tồn tại dưới hai dạng: ion amoni (NH4+) và amoniac tự do (NH3). Tổng lượng amoniac tự do và ion amoni được gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nước uống, tổng Amoni còn bao gồm amoniac tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine.

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm amoni trong nước

Khí thải công nghiệp: Hoạt động sản xuất công nghiệp, nhà máy và bệnh viện thải ra lượng lớn khí amoniac (NH3) mà không qua xử lý hoặc xử lý không đạt chuẩn, dẫn đến ô nhiễm nguồn nước mặt.

Sử dụng hóa chất nông nghiệp: Việc sử dụng quá nhiều thuốc trừ sâu và phân bón hóa học có thể làm bão hòa amoni trong đất, sau đó ngấm xuống nước ngầm.

Sự cố đường ống nước: Vỡ đường ống nước hoặc các hệ thống xử lý nước thải cũ kỹ có thể rò rỉ amoni vào môi trường xung quanh.

Khai thác nước ngầm quá mức: Khi lượng nước ngầm bị khai thác quá nhiều mà không được bổ sung kịp thời, sẽ tạo ra áp suất thấp, hút nước bẩn từ các nguồn ô nhiễm như sông hồ, ao hồ nhiễm amoni xuống mạch nước ngầm.

Dấu hiệu nhận biết nước nhiễm amoni

Mùi khai: Nước nhiễm amoni thường có mùi khai nồng nặc, dễ dàng nhận biết bằng khứu giác.

Màu sắc bất thường: Nước có thể bị đục, vàng hoặc nâu do sự tích tụ của các chất hữu cơ và vi sinh vật.

Vị tanh: Nước nhiễm amoni có thể có vị tanh khó chịu khi uống.

Thay đổi màu sắc thực phẩm: Khi nấu ăn bằng nước nhiễm amoni, thịt có thể chín nhừ nhưng vẫn giữ màu đỏ như thịt sống.

Tác hại tiềm ẩn của nước nhiễm amoni

Đối với con người

Gây ngộ độc: Amoni ở nồng độ cao có thể gây ngộ độc cấp tính, dẫn đến các triệu chứng như buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, co giật và hôn mê.

Gây ung thư: Khi chuyển hóa, amoni có thể tạo thành nitrit và nitrat – những chất tiền ung thư nguy hiểm.

Ảnh hưởng đến hệ hô hấp: Nitrit trong nước nhiễm amoni có thể gây thiếu máu, xanh da, đặc biệt nguy hiểm cho trẻ em dưới 6 tháng tuổi.

Gây rối loạn tiêu hóa: Nước nhiễm amoni có thể ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, gây đầy bụng, khó tiêu, tiêu chảy.

Gây ảnh hưởng đến da: Tiếp xúc trực tiếp với nước nhiễm amoni có thể gây kích ứng da, ngứa ngáy, nổi mẩn đỏ.

Đối với động vật

Gây ngộ độc: Amoni ở nồng độ cao có thể gây ngộ độc cho động vật, dẫn đến các triệu chứng như bỏ ăn, tiêu chảy, yếu ớt và chết.

Gây giảm khả năng sinh sản: Amoni có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của động vật, làm giảm tỷ lệ thụ thai và tăng tỷ lệ sảy thai.

Gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh: Amoni có thể gây tổn thương hệ thần kinh của động vật, dẫn đến các triệu chứng như mất thăng bằng, co giật và chết.

Phương pháp xử lý Amoni trong nước

Có 4 phương pháp xử lý amoni trong nước hiệu quả nhất hiện nay:

Phương pháp Clo hóa

Clo hóa là phương pháp xử lý amoni truyền thống và phổ biến nhất. Clo phản ứng trực tiếp với amoni, tạo thành khí nitơ (N2) và nước (H2O). Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao, chi phí thấp và dễ vận hành. Tuy nhiên, clo hóa có thể tạo ra các sản phẩm phụ độc hại như chloramine và trihalomethanes, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Phương pháp làm thoáng

Phương pháp làm thoáng hoạt động dựa trên nguyên tắc bay hơi amoniac (NH3) ra khỏi nước. Amoniac là dạng khí của amoni khi pH nước cao. Quá trình làm thoáng có thể được thực hiện bằng cách sục khí, phun nước hoặc sử dụng tháp trao đổi khí. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, hiệu quả cao và không sử dụng hóa chất. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi diện tích lớn và có thể gây tiếng ồn.

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion sử dụng các hạt trao đổi ion có khả năng hấp thụ ion amoni (NH4+) từ nước. Các hạt trao đổi ion sau khi bão hòa amoni sẽ được tái sinh bằng dung dịch muối NaCl. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao, loại bỏ amoni triệt để và không tạo ra sản phẩm phụ độc hại. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành cho phương pháp này cao hơn so với các phương pháp khác.

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa amoni thành nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-). Quá trình này diễn ra trong điều kiện hiếu khí hoặc thiếu khí. Ưu điểm của phương pháp này là thân thiện với môi trường, không sử dụng hóa chất và có hiệu quả cao khi nồng độ amoni thấp. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thời gian xử lý lâu hơn so với các phương pháp khác và cần kiểm soát điều kiện vận hành cẩn thận.

Việc lựa chọn phương pháp xử lý amoni phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nồng độ amoni, lưu lượng nước, điều kiện kinh tế và yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý. Do vậy, cần tiến hành đánh giá kỹ lưỡng các yếu tố này trước khi đưa ra quyết định.