QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁ pptx

QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT
HOÁ
Trong nước thải có chứa 2 loại chất dinh
dưỡng cần sự quan tâm hàng đầu đó là
nitrogen và phosphorus. Các sinh vật đều cần
hai dưỡng chất này để phát triển. Tuy nhiên
nếu chúng hiện diện ở số lượng lớn sẽ làm
mất cân bằng dinh dưỡng trong thủy vực đưa
đến một số loài sẽ phát triển nhanh trong khi
một số loài có thể giảm số lượng cá thể hoặc
tiêu diệt hoàn toàn. Các nguồn chính của 2
loại dưỡng chất này là bột giặt (nước thải sinh
hoạt), phân bón, và nước thải các nhà máy
chế biến thực phẩm.
Trong các thủy vực nitrogen có thể trải qua
quá trình nitrát hóa và khử nitrát như sau:

Quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinh
hóa nitơ của các muối amon đầu tiên thành
nitrit và sau đó thành nitrat trong điều kiện
thích ứng (có oxy và nhiệt độ trên 4
oC
).
Vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hóa gồm có
2 nhóm:
 Vi khuẩn nitrit: oxy hóa amoniac thành
nitrit hoàn thành giai đoạn thứ nhất;
 Vi khuẩn nitrat: oxy hóa nitrit thành nitrat,
hoàn thành giai đoạn thứ hai.
Các phản ứng được biễu diễn qua các

phương trình sau:

2NH
3

+
3O
2

Nitrosomonas


-

2HNO
2
+ 2H
2
O

(1.7)


2HNO
2

+
O
2

Nitrobacter




2HNO
3

(1.8)

hoặc:
(NH
4
)
2
CO
3
+ 3O
2
=
2HNO
2
+ CO
2
+ 3H
2
O
(1.9)

2HNO

2
+ O
2
= 2
HNO
3

(1.10)


Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh
gấp 3 lần so với giai đoạn hai. Bằng thực
nghiệm người ta đã chứng minh rằng lượng
oxy tiêu hao để oxy hóa 1mg nitơ của muối
amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O
2
, còn
ở giai đoạn tạo nitrat là 4,5 mg O
2
. Sự có mặt
của nitrat trong nước thải phản ánh mức độ
khoáng hóa hoàn thành các chất bẩn hữu cơ.
Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọng
trong kỹ thuật xử lý nước thải. Trước tiên nó
phản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữu
cơ như đã trình bày ở trên. Nhưng quan trọng
hơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được một
lượng oxy dự trữ có thể dùng để oxy hóa các
chất hữu cơ không chứa nitơ khi lượng oxy tự
do (lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàn

cho quá trình đó.
Quá trình khử nitrat
Quá trình khử nitrat là quá trình tách oxy khỏi
nitrit, nitrat dưới tác dụng của các vi khuẩn
yếm khí (vi khuẩn khử nitrat). Oxy được tách
ra từ nitrit và nitrat được dùng lại để oxy hóa
các chất hữu cơ. Lượng oxy được giải phóng
trong quá trình khử nitrit N
2
O
3
là 2,85 mg
oxy/1mg nitơ. Nitơ được tách ra ở dạng khí sẽ
bay vào khí quyển.


QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT
HOÁ
Trong nước thải có chứa 2 loại chất dinh
dưỡng cần sự quan tâm hàng đầu đó là
nitrogen và phosphorus. Các sinh vật đều cần
hai dưỡng chất này để phát triển. Tuy nhiên
nếu chúng hiện diện ở số lượng lớn sẽ làm
mất cân bằng dinh dưỡng trong thủy vực đưa
đến một số loài sẽ phát triển nhanh trong khi
một số loài có thể giảm số lượng cá thể hoặc
tiêu diệt hoàn toàn. Các nguồn chính của 2
loại dưỡng chất này là bột giặt (nước thải sinh
hoạt), phân bón, và nước thải các nhà máy
chế biến thực phẩm.

Trong các thủy vực nitrogen có thể trải qua
quá trình nitrát hóa và khử nitrát như sau:

Quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinh
hóa nitơ của các muối amon đầu tiên thành
nitrit và sau đó thành nitrat trong điều kiện
thích ứng (có oxy và nhiệt độ trên 4
oC
).
Vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hóa gồm có
2 nhóm:
 Vi khuẩn nitrit: oxy hóa amoniac thành
nitrit hoàn thành giai đoạn thứ nhất;
 Vi khuẩn nitrat: oxy hóa nitrit thành nitrat,
hoàn thành giai đoạn thứ hai.
Các phản ứng được biễu diễn qua các
phương trình sau:

Nitrosomonas


(1.7)

2NH
3

+
3O
2

-
2HNO
2
+ 2H
2
O


2HNO
2

+
O
2

Nitrobacter




2HNO
3

(1.8)

hoặc:
(NH
4
)

2
CO
3
+ 3O
2
=
2HNO
2
+ CO
2
+ 3H
2
O
(1.9)

2HNO
2
+ O
2
= 2
HNO
3

(1.10)


Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh
gấp 3 lần so với giai đoạn hai. Bằng thực
nghiệm người ta đã chứng minh rằng lượng
oxy tiêu hao để oxy hóa 1mg nitơ của muối

amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O
2
, còn
ở giai đoạn tạo nitrat là 4,5 mg O
2
. Sự có mặt
của nitrat trong nước thải phản ánh mức độ
khoáng hóa hoàn thành các chất bẩn hữu cơ.
Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọng
trong kỹ thuật xử lý nước thải. Trước tiên nó
phản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữu
cơ như đã trình bày ở trên. Nhưng quan trọng
hơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được một
lượng oxy dự trữ có thể dùng để oxy hóa các
chất hữu cơ không chứa nitơ khi lượng oxy tự
do (lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàn
cho quá trình đó.
Quá trình khử nitrat
Quá trình khử nitrat là quá trình tách oxy khỏi
nitrit, nitrat dưới tác dụng của các vi khuẩn
yếm khí (vi khuẩn khử nitrat). Oxy được tách
ra từ nitrit và nitrat được dùng lại để oxy hóa
các chất hữu cơ. Lượng oxy được giải phóng
trong quá trình khử nitrit N
2
O
3
là 2,85 mg
oxy/1mg nitơ. Nitơ được tách ra ở dạng khí sẽ
bay vào khí quyển.

[