Hỗ trợ
Chọn ngôn ngữ : English Vietnamese
  • Xin chúc mừng CÔNG TY TNHH THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG LÊ AN đại diện độc quyền phân phối sản phẩm Biofuture
Lĩnh vực kinh doanh
Học tập
Kiến trúc
FAQs
Liên kết website
archmodel.com.vn
 
 
 

Câu hỏi 9.1 Giới thiệu về nitrate hóa và sự cố về nitrate hóa trong bùn hoạt tính?

Nitrát hóa bằng sinh học.
 
Nitrat hóa bằng sinh học là quá trình chuyển hóa hoặc sự oxy hóa các ion ammonium (NH4+) thành ion nitrite (NO2) và sau đó thành ion nitrate (NO3). Trong quá trình oxy hóa các ammonium ions (NH4+) và các nitrite ions (NO2), oxy được gắn kết vào các ion bởi một nhóm vi sinh vật duy nhất, các vi khuẩn nitrat hóa (nitrifying bacteria). Nitrat hóa xảy ra trong tự nhiên và trong các quy trình bùn hoạt tính. Trong tự nhiên, sự nitrat hóa trong đất trồng trọt đặc biệt quan trọng, vì nitrogen (N) được các cây trồng hấp thụ như là một nguồn chất dinh dưỡng ở dạng ion nitrat (NO3). Sự nitrat hóa trong nước là một mối quan tâm về xử lý nước thải, vì sự nitrat có thể đòi hỏi theo các quy chuẩn quy định hoặc có thể đóng góp vào các sự cố trong vận hành hệ thống.
 
 
 

Hình 6.1 Quá trình nitrat hóa sinh học. Nitrat hóa sinh học trong quá trình bùn hoạt tính bao gồm vận chuyển oxy từ trong bể hiếu khí và thêm vào ion nitrit hoặc nitrat. Oxy được đưa vào ion nitrit bởi vi khuẩn nitrat hóa Nitrobacter.

 

Mặc dù ammonium ions (NH4+) and ammonia (NH3) đều ở dạng Ni-tơ -3, nhưng ammonium ions (NH4+) thì có thể được oxy hóa còn ammonia (NH3) thì không. Nồng độ ammonium ions (NH4+) and ammonia (NH3) trong một bể hiếu khí phụ thuộc vào độ pH, nhiệt độ của bùn hoạt tính. Thông thường,  trong quá trình bùn hoạt tính, với nhiệt độ 100 - 200 C và pH 7 - 8.5, với các hợp chất nito -3, ammonium ions (NH4+) chiếm 95%, ammonia (NH3) chỉ chiếm 5%.

 
 
Hình 6.2 pH và sự chuyển hóa ammonia và ion amonium. Số lượng tương đối của ammonia và ion amonium trong nước thải hoặc tại quá trình bùn hoạt tính được xác định bởi pH của nước thải hoặc trong bể hiếu khí. pH của nước thải giảm, ion ammonium nhiều hơn. pH của nước thải tăng, amonia nhiều hơn. Tại giá trị pH bằng 9.4 hoặc cao hơn, amonia được ưu tiên hơn.
 
Để có thể oxy hóa các ammonium ions (NH4+) và nitrite ions (NO2) cần phải bổ sung thêm D.O và tế bào vi khuẩn. Vì sự nitrat hóa do các phản ứng hóa sinh của oxy được xảy ra bên trong tế bào sinh học, nên quá trình nitrat hóa được xảy ra liên tục.
 
Nguồn gốc ammonium ions (NH4+) trong nước thải là từ sự thủy phân urea và sự phân hủy các hợp chất ni-tơ và chất hữu cơ.
 
Sự thủy phân và phân hủy các hợp chất ni-tơ và chất hữu cơ là kết quả loại bỏ của nhóm amino (amin) và sản sinh ra các ammonium ions (NH4+).
 
Mặc dù có nhiều vi sinh vật có khả năng oxy hóa ammonium ion (NH4+) và nitrite ion (NO2), nhưng chỉ có 2 loài vi sinh vật chính thực hiện quá trình này trong quy trình bùn hoạt tính là: vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Đọc thêm: Câu hỏi số 6. Hiện nay tại thị trường việt nam, có một số sản phẩm xử lý Nitơ dạng bột, trong trường hợp này, tôi không hiểu rõ sản phẩm có phù hợp và hiệu quả xử lý nó như thế nào?
 
Các loại vi khuẩn này có các enzymes và cấu trúc tế bào đặc biệt cho phép các vi khuẩn này có thể thực hiện được nitrat hóa.
 
Bảng 6.1 Các vi khuẩn ở bể hiếu khi có khả năng nitrát hóa
Vi khuẩn
Loại
Actinomycetes
Myocbacterim
Nocardia
Streptomyces
Algae
Chlorella
Bacteria
Arthrobacter
Bacillus
Nitrobacter
Nitrosomonas
Proteus
Pseudomonas
Vibrio
Fungi
Aspergillus
Protozoa
Epistylis
Vorticella
 
Hình 6.3 Vi khuẩn nitrat hóa Nitrosomonas và Nitrobacter. Vi khuẩn nitrat hóa rất quan trọng trong quá trình bùn hoạt tính bao gồm vi khuẩn hình cầu Nitrosomonas (a) và vi khuẩn hình que Nitrobacter (b). Nitrosomonas có đường kính 0.5 đến 1.5 µm, trong khi đó Nitrobacter xấp xỉ 0.5 x 1.0 µm.
 
Các chủng vi khuẩn nitrit hóa các ion ammonium (NH4+) thành các ion nitrit (NO2) có tiền tố là Nitroso- (chẳng hạn vi khuẩn Nitrosomonas), và chủng vi khuẩn nitrit oxy hóa nitrite ion (NO2) thành nitrate ions (NO3) có tiền tố là Nitro- (chẳng hạn vi khuẩn Nitrobacter).Trong nước thải, hiệu quả nitrat hóa do các loại vi sinh vật khác thực hiện rất thấp, và nó cũng không giúp tăng trưởng tế bào hoặc tái sinh các vi khuẩn.
 
Tốc độ nitrat hóa đạt được do các vi khuẩn nitrat hóa thực hiện thường gấp 1.000 đến 10.000 lần tốc độ nitrat hóa do các vi sinh vật khác thực hiện. Bên cạnh các vi khuẩn nitrat hóa, có hai loại vi khuẩn protozoa có 1 số lượng lớn trong môi trường mà ở đó quá trình nitrat hóa thực hiện rất nhanh. 2 loại protozoa đó là: Epistylisand và Vorticella (Hình 6.4).
 
Hình 6.4 Động vật nguyên sinh Epistylis và Vorticella. Epistylis và Vorticella là động vật nguyên sinh có thân và tiên mao. Mỗi sinh vật sở hữu một phần ở phía trước mở rộng hoặc “đầu” và một phần sau nhỏ hoặc “đuôi”. Phần trước có một miệng mở rộng được bao quanh bới một nhóm cấu trúc sợi mảnh hoặc lông mao. Sự dao động của lông mao gây ra một dòng nước để hút vi khuẩn vào bên trong miệng. Phần đuôi của các sinh vật này thường gắn vào các mảnh bông bùn nhỏ. Nếu phần đuôi có các sợi co lại như cấu trúc của Vorticella, động vật nguyên sinh có khả năng đàn hồi. Do khả năng đàn hồi, sinh ra dòng nước mạnh hơn để hút vi khuẩn vào bên trong miệng. Epistylisis kết thành cụm, trong khi đó Vorticella thì chỉ đứng một mình (đơn lẻ). Kích thước của loài Epistylisvary khoảng 50 đếm 250 µm trong khi đó kích thước của loài Vorticellavary từ 30 đến 150 µm.
 
Tuy nhiên, người ta không biết được 2 loại protozoa đó có khả năng nitrat hóa nhanh hay không, hoặc chỉ đơn giản là có 1 lượng lớn protozoa sống trong môi trường xảy ra hiện tương nitrate hóa mà không có thực hiện bất kì hoạt động nitrat hóa nào (còn việc nitrat hóa là do các vi khuẩn nitrat hóa thực hiện).
 
Mặc dù quá trình nitrate hóa xảy ra trong quá trình xử lý bùn hoạt tính. Tuy nhiên do các chủng vi khuẩn xử lý BOD/COD phát triển nhanh và có số lượng lớn, còn các vi khuẩn nitrat hóa thì có tốc độ phát triển kém hơn. Vì vậy, có thể các chủng vi khuẩn xử lý BOD/COD phát triển quá nhanh sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến các vi khuẩn nitrat hóa.
 
Khoảng 90% - 97% các vi khuẩn có trong quy trình xử lý bùn hoạt tính là các chủng vi khuẩn xử lý BOD/COD trong khi chỉ có 3% - 10% vi khuẩn nitrat.
 
Khử nitrát hóa bằng sinh học
 
Việc vi sinh vật sử dụng ion nitrat (và ion nitrit) để làm giảm nguồn cơ chất thực ra phát triển trước việc sử dụng phân tử oxy tự do.
 
Khử nitrat hóa nước thải được mô tả bằng việc sử dụng ion nitrat hoặc ion nitrit bởi quá trình kỵ khí không bắt buộc (vi khuẩn khử nitrat hóa) để làm giảm cBOD. Mặc dù quá trình khử nitrat hóa (Đọc thêm: Tài liệu 2.8 Khử nitrát) thường kết hợp với quá trình nitrat hóa hiếu khí để loại bỏ các hình thức khác nhau của hợp chất nitơ trong nước thải, quá trình khử nitrat hóa xảy ra bất cứ khi nào tồn tại điều kiện thiếu khí. Do đó quá trình khử nitrat hóa có thể đẩy mạnh những điều kiện vận hành thuận tiện hoặc có thể gây nên các sự cố vận hành.
 
Đọc thêm:
Vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc, bổ sung khoảng 80% số vi khuẩn trong quá trình bùn hoạt tính. Những vi sinh vật này có sẵn enzyme cho việc sử dụng oxy phân tử tự do, ion nitrit hoặc ion nitrat để làm giảm cBOD. Vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc ưu tiên sử dụng oxy phân tử tự do khi oxy phân tử tự do có sẵn. Việc sử dụng oxy phân tử tự do cung cấp cho vi khuẩn nhiều năng lượng cho hoạt động tế bào, sinh trưởng và nhân đôi tế bào hơn việc sử dụng ion nitrit hoặc nitrat.
 
Sự làm giảm cBOD do vi khuẩn là “quá trình hô hấp”. Quá trình hô hấp có thể là hiếu khí (oxic) hoặc kỵ khí. Hô hấp hiếu khí xảy ra khi oxy phân tử tự do có sẵn và được sử dụng để làm giảm cBOD, như là glucose (C6H12O6).
 
 
Hô hấp kỵ khí xả ra khi oxy phân tử tự do không có sẵn và phân tử khác sẽ được sử dụng để làm giảm cBOD. Những phân tử này khác hơn so với phân tử oxy tự do chứng có thể được sử dụng để làm giảm cBOD bao gồm cả ion nitrit và ion nitrat. Phân tử sử dụng cho quá trình làm giảm cBOB phụ thuộc vào sự sẵn có của nó, sự có mặt của của các phân tử khác, và các enzyme sinh ra trong quần thể vi sinh vật. Nếu ion nitrit hoặc ion nitrat được sử dụng để làm giảm cBOD, như đường 5 Cacbon, hình thức hô hấp gọi là “thiếu khí”.
 
 
Trong suốt quá trình hô hấp thiếu khí, ion nitrit và ion nitrat bị khử (oxy bị khử từ ion) trong suốt các bước sinh hóa khác nhau hoặc các phản ứng. Sản phẩm khí cuối cùng của các phản ứng sinh hóa là phân tử nitơ.
 
Hô hấp thiếu khí hay khử nitrat hóa được gọi là “dị hóa” nitrit hay khử nitrat, bởi vì ion nitrit và ion nitrat, từng loại, được khử thành phân tử nitơ. Nitơ trong ion nitrit hoặc ion nitrat không được hấp thụ vào bên trong thành phần tế bào, nitơ trong ion mất đi khỏi môi trường dưới dạng khí.
 
Nitrat hóa không loại bỏ nitơ trong nước thải, nó chỉ đơn giản là chuyển từ ion ammonium thành ion nitrat. Khử nitrat hóa loại bỏ nitơ trong nước thải bằng cách chuyển hóa chúng thành những khí không tan và thoát ra ngoài môi trường. Bên cạnh đó nitơ phân tử, nitơ oxit (N2O) được sinh ra trong suốt quá trình khử nitrat hóa từ ion nitrit và ion nitrat. Nitơ – bao gồm khí không tan trong nước thải và thoát ra ngoài môi trường.
 
Khi ion nitrit và ion nitrat bị khử thành ion ammonium bên trong tế bào vi sinh vật, nitơ trong ion ammonium được hấp thụ vào trong thành phần tế bào vi sinh vật. Quá trình khử nitơ được gọi là “đồng hóa” nitrit hay khử nitrat. Sự khử nitrit đồng hóa và khử nitrat dị hóa không loại bỏ nitơ từ nước thải.
 
Để có thể hiểu về sự cố hiệu suất nitrat hóa trong một hệ thống bùn hoạt tính, vui lòng theo dõi các giải pháp xử lý sự cố từ câu hỏi 9.2 đến câu 9.12.
 
Link các câu hỏi:
 
Trương Trọng Danh
Ks. Kỹ Thuật Môi Trường - ĐHBK
Sales Manager
Phụ trách chế phẩm vi sinh BioFuture
 
Chi tiết, vui lòng liên hệ với Mạnh Khương, đại diện bán hàng chính thức sản phẩm vi sinh của Nhà sản xuất Ireland BioFuture Ltd tại Việt Nam; chuyên cung cấp công nghệ, giải pháp và cũng như sản phẩm sinh học trong kỹ thuật xử lý môi trường.
Comment
Company name :
Business type (*) :
Business field :
    Location and contact person
Country :
Address :
Tel :
Full name of Contact person :
Hand phone :
Email (*) :
Your website :
Subject :
Content :
Attach file :
Confirmation Code : 28v92
    Send
Từ điển - Dictionary
  • mkvietnam.vn

  • ecoworld.com.vn

  • MK Việt Nam

  • mkc.builders

  • mkc.equipment

  • mkc.construction

  • mkc.technology

  • mkc.contractors

  • mkc.solutions

  • aln.com.vn

Đại diện Hãng BioFuture Ltd
Exchang Rates (vcb.com.vn)
CurrencyBuySell
AUD16180.8216555.28
CAD17529.5817989.55
CHF23285.3623848.23
EUR25954.6726814.57
GBP28781.8329242.68
HKD2936.823001.8
JPY212.87222.75
KRW18.0920.65
SGD16910.317215.47
THB740.47771.36
USD2319023310
Hỗ trợ
Sales & Consulting
Ông. Lê Quang Thái
Giám Đốc
Phone: 0913 153 059
Email: quang@archmodel.com.vn
Dịch vụ chăm sóc khách hàng 24/7
Giám Đốc
Phone: 0913 153 059
Email: quang@archmodel.com.vn