Trong nước thải của một nhà máy, hàm lượng ion NH4+ là 510 mg/L. Trước khi thải ra môi trường nhà máy phải xử lí lượng ion NH4+ để đạt tiêu chuẩn theo quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN40:2025/BTNMT) là không quá 10 mg/L (tính theo hàm lượng nguyên tố N). Quá trình xử lí nước thải theo công nghệ Sharon kết hợp Anammox gồm 2 giai đoạn:
• Giai đoạn 1: Sục không khí (oxygen chiếm 21% về thể tích) vào bể thứ nhất chứa nước thải cần xử lí, vi khuẩn AOB và NaHCO3 dư để duy trì pH dung dịch bằng 7 – 8. Khi đó chỉ có 25% oxygen sục vào bể oxi hóa một phần ion NH4+ theo phản ứng sau:
2NH4+ + 3O2 + 4HCO3- → 2NO2- + 4CO2 + 6H2O
• Giai đoạn 2: Chuyển toàn bộ dung dịch thu được sau giai đoạn 1 sang bể thứ hai trong điều kiện không cung cấp oxygen và có vi khuẩn khử nitrogen để tiếp tục khử hoàn toàn ion NO2- theo phản ứng:
NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O
Để xử lí 840 m³ nước thải của nhà máy trên đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường thì ở giai đoạn 1 cần sục tối thiểu bao nhiêu m³ không khí (quy về điều kiện chuẩn)? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng đơn vị).
Câu trả lời tốt nhất
Đổi đơn vị: mg/L = g/m³
Sau xử lý hàm lượng NH4 không quá 18.10/14 = 12,85714 g/m³
mNH4+ cần xử lý = 840(510 – 12,85714) = 417600 gam = 417,6 kg
Gộp 2 giai đoạn thì phản ứng là:
4NH4+ + 3O2 + 4HCO3- → 2N2 + 4CO2 + 10H2O
nO2 cần dùng = 417,6.3/(4.18.25%) = 69,6 kmol
—> V không khí = 24,79.69,6/21% = 8216 m³
