XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA NI-TƠ CỦA VI SINH VẬT

Ngày đăng: 21/07/2024 10:09 PM

Xử lý nước thải có chứa hàm lượng Ni-tơ và Ammonia cao luôn là vấn đề nan giải của doanh nghiệp. Trong thành phần môi trường nước tự nhiên và thành phần nước thải, luôn tồn tại các hợp chất ammoniac, hợp chất hữu cơ chứa nitơ, nitrat và nitrit,… Quá trình chuyển hóa Nitơ trong tự nhiên và trong nước thải sẽ chuyển hóa qua 2 quá trình chính: Nitrat hóa và khử Nitrat với sự tham gia của các chủng vi sinh vật đóng vai trò quan trọng.

Quá trình Nitrat hóa trong xử lý nước thải

Quá trình Nitrat hóa trong xử lý nước thải là quá trình gồm 2 phản ứng:

Đầu tiên là phản ứng chuyển hóa NH4+ hoặc NH3 thành Nitrit thực hiện bởi vi khuẩn oxi hóa Ammoniac và đại diện bởi chi “Nitrosomonas”.
Phản ứng thứ hai là phản ứng Oxi hóa Nitrit (NO2-) thành Nitrat (NO3-) thực hiện bởi vi khuẩn thuộc chi “Nitrobacter”.

Cơ chế phân tử của quá trình Nitrat hóa

Oxy hóa Ammoniac thành Nitrit

Bước đầu tiên của quá trình nitrat hóa là một quá trình phức tạp. Đòi hỏi một số enzyme, protein và sự hiện diện của oxy. Enzyme cần thiết để thu năng lượng trong quá trình oxy hóa là ammonia monooxygenase (AMO) và hydroxylamine oxyoreductase (HAO). Đầu tiên là một protein đồng xuyên màng. Xúc tác quá trình oxy hóa amoniac thành hydroxylamine lấy hai electron trực tiếp từ bể quinone. Phản ứng này cần có Oxy.
Bước thứ hai của quá trình: các enzyme tạo ra oxit nitric và ba electron. Oxit nitric sau đó có thể bị oxy hóa bởi các enzyme khác (hoặc oxy) thành nitrite.

NH3 + O2 → NO−2 + 3H+ + 2e−
NH3 + O2 + 2H+ + 2e− → NH2OH + H2O
NH2OH + H2O → NO−2 + 5H+ + 4e−

Chuyển hóa Nitrit thành Nitrat

Nitrite được sinh ra trong phản ứng đầu tiên của quá trình nitrat hóa tự dưỡng. Được oxy hóa thành nitrat bởi nitrite oxyoreductase (NXR). Đó là một molybdoprotein liên kết với màng. Và là một phần của chuỗi chuyển điện tử chuyển các electron từ nitrit sang oxy phân tử. Cơ chế phân tử của nitrite oxy hóa ít được mô tả hơn so với oxy hóa amoni.

NO−2 + H2O → NO−3 + 2H+ + 2e−

Quá trình Khử Nitrat trong xử lý nước thải

Khử Nitrat là quá trình chuyển hóa Nitrat trong nước thải thành Nitơ tự do. Từ đó làm giảm nồng độ Nitơ tổng trong nước thải. Một số chủng vi sinh vật tham gia vào các phản ứng chuyển hóa này như: Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Serratia, Pseudomonas và Achromobacter có khả năng khử nitơ trong điều kiện yếm khí.

Tổng hợp của quá trình khử Nitrat là sự kết hợp của một vài phản ứng như dưới đây:

NO3− + 2 H+ + 2 e−→ NO2− + H2O (Nitrate reductase)
NO2− + 2 H+ + e− → NO + H2O (Nitrite reductase)
2 NO + 2 H+ + 2 e− → N2O + H2O (Nitric oxide reductase)
N2O + 2 H+ + 2 e− → N2 + H2O (Nitrous oxide reductase)

Quá trình hoàn chỉnh có thể được biểu thị dưới dạng phản ứng oxi hóa khử cân bằng, trong đó nitrat (NO3−) được khử hoàn toàn thành Nitơ tự do (N2):

2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O

Trong một số hệ thống xử lý nước thải, các hợp chất như metanol, ethanol, acetate, glycerin… được bổ sung vào nước thải. Mục đích để cung cấp nguồn carbon và electron cho vi khuẩn khử nitơ. Việc cung cấp các chủng vi sinh vật khử Nitrat được xác định bởi bản cơ chế hoạt động của quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat. Nhằm mục đích tăng cường hiệu quả xử lý xử của công trình xử lý nước thải. Các công nghệ phù hợp, mang lại hiệu suất cao với quá trình xử lý Nitơ như: MBR, MBBR, AAO…

Sử dụng nguồn nước sạch giúp chúng ta tránh được những rủi ro về bệnh tật và máy lọc nước là sản phẩm không thể thiếu. Là một trong những nhà thầu uy tín hàng đầu trong lĩnh vực xử lý nước, GREENSOL chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và lắp đặt hệ thống lọc nước RO cho nhiều lĩnh vực như:

Với đội ngũ kỹ thuật có tay nghề cao chuyên thực hiện nhiều dự án xử lý nước cấp, GREENSOL luôn đồng hành cùng Quý khách hàng và kịp thời giải quyết những vướng mắc, sự cố kỹ thuật trong suốt quá trình thực hiện

CÔNG TY TNHH GREENSOL - XỬ LÝ NƯỚC CHUYÊN NGHIỆP

930/3/3, Quốc Lộ 1A, Phường Bình Trị Đông A, Quận Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh.

Ms.Phượng: 0938272949

Email: sales@greensol.com.vn