nghiên cứu sự nitrate hóa đạm amôn trong nước ở điều kiện phõng thí nghiệm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN






NGUYỄN THỊ THU AN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

NGHIÊN CỨU SỰ NITRATE HÓA ĐẠM AMÔN
TRONG NƢỚC Ở ĐIỀU KIỆN
PHÕNG THÍ NGHIỆM






Cần Thơ, 2013
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
Ths. LÊ ANH KHA

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN






NGUYỄN THỊ THU AN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

NGHIÊN CỨU SỰ NITRATE HÓA ĐẠM AMÔN
TRONG NƢỚC Ở ĐIỀU KIỆN
PHÕNG THÍ NGHIỆM








Cần Thơ, 2013
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
Ths. LÊ ANH KHA


PHÊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG

L         Nghiên cứu sự nitrate hóa đạm
amôn trong nƣớc ở điều kiện phòng thí nghiệm 
 thông qua.








PGS  








Ths. Lê Anh Kha

LỜI CẢM ƠN

Lut nghip là thách thu mc ngoc khi
tt nghip. Sau mt khong th thc hi tài c
nhc s  rt nhiu t mi. Gi 
c gi ln qúy thy cô B môn Khoa hc Môi tng 
Khoa Môi tng và Tài nguyên thiên nn dy vn kin thc quý báu,
nhng kinh nghim thc t  t i cho em thc tp tt và thc hi
tài ca mình.
c bit em xin gi ln thn tình
, ch dy em trong sut quá trình thc hin lu
Thy Trn S Nam, c vn hc tng viên và to
mu kin thun li cho em trong quá trình nghiên cu và hoàn thành lu
   n lp Khoa hc Môi tng   
 và b sung kin th tài.
K n con xin gi li c, nhng h v vt cht và

tinh thn cho con trong sut quá trình thc t tài.
 tài mu c g
không tránh khi nhng thiu sót. Rt mong nhc s 
 sung ca quý th  c hoàn thi.
C26 
Sinh viên thc hin










TÓM LƢỢC

Hin nay, có nhi x c thi 
 dng màng vi sinh v loa hiu qu va ít tn
chi phí và li d áp dng. Vì vy,  này c tin hành nghiên cu
rc nghiên cu trong phm vi quyn lu. t nghiên
cu nhm ng dng quá trình nitrate hóa - mt trong nhng phn ng xy ra 
màng sinh h loi b nguc thi. Nghiên cu c tin hành
vi 2 nghim thc, vi n c thi có m u khong 40
mg/L.  u vào, m ch yu tn ti  dm amônn u ra c
 ng nitrate to thành khá cao so vu vào, hiu sut
chuyn hóa ca quá trình c khong 87%. Kt qu  tài nghiên cu nhm
m cho các nghiên cu x c thi bng vt liu t
ch  kt qu nghiên cu còn có th áp dn nitrate

 x c thi ngoài thc t góp phn cng chc.























Từ khóa: nitrate hóa, màng biofilm, amôn, hiếu khí

i


MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN
TÓM LƢỢC
MỤC LỤC i
DANH SÁCH BẢNG iii
DANH SÁCH HÌNH iii
CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1  3
2.1.1 Ammonium (NH
4
+
) 4
2.1.2 Nitrite (NO
2
-
) 4
2.1.3 Nitrate (NO
3
-
) 4
 5
 6

 7
 9
 10
2.7 Quá trình amôn hóa 11
2.7.1 Quá trình amôn hóa ure 11
2.7.2 Quá trình amôn hóa protit 11
2.8 Quá trình nitrate hóa 11

 12
 13
 14
 16
CHƢƠNG 3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
 19
 19
 19
 19
 19
 19
 20
 22
 23
 23
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24
 24
 24
 24

 25
 25
ii

4.4.2 pH 26
4.4.3 EC 28
4.4.4 DO 29
4.4.5 COD 30
4.2.6 TP, TDP, P-PO
4

3-
31
4.4.7 N-NH
4
+
33
4.2.8 N-NO
2
-
34
4.2.9 N-NO
3
-
35
4.2.10 TN 38
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39
 39
 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
iii

DANH SÁCH BẢNG

  5
  12
 14
 15
 21
 23

 24

DANH SÁCH HÌNH

 10
 22
 25
 26
 28

 29

 30

 31
Hình 4.7 
 31
Hình -NH
4
+

 33
Hình -NO
3
-

 35
Hình -NH
4
+

và N-NO3
-
(mg/L) qua các
 36
-NH
4
+
và N-NO
3
-
(mg/L) qua các
 37
 38

1

CHƢƠNG 1
MỞ ĐẦU



-  

 
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3

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2

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nƣớc ở điều kiện phòng thí nghiệm
Mục tiêu của đề tài
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Nội dung nghiên cứu
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3

CHƢƠNG 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Sơ lƣợc về các hợp chất nitơ trong nƣớc
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3
-
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


4

2.1.1 Ammonium (NH
4
+
)
N-NH
4
+


3
.
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4
+
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3


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3
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4
+
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4
+
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3
), ammonium (NH
4
+
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3
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4
+
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
3
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3
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4
+
, 2011).
NH
3
+ H
+


NH
4
+
2.1.2 Nitrite (NO
2
-
)
Nitrite           
    e          
nitrite 
                
e thành
nitrate  .
e
(NO
2
-
e 
, 2011).
2.1.3 Nitrate (NO

3
-
)
Nitrate 

3
-
e hóa
      et al.,  

N
2
+ 2O
2


2NO
2

2NO
2
+ H
2
O

HNO
2
+ HNO
3

e
(NO
3
-
e 

5


e 
, 2011).
2.2 Nƣớc thải chế biến thủy sản

i

 

           -3000 (mg/L). Trong

-





Bảng 2.1 
Thành phần

Hàm lƣợng

Tiêu chuẩn phát thải
TCVN 5945:2005 (loại B)
Đơn vị đo


COD
BOD
5


800-2000
300-3000
600-1300
100-350
30-70

100

100

50

30

6
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

( Theo Trần Văn Thoại, 2005)


 

           
            
 

6



2.3 Sơ lƣợc về hệ vi sinh vật trong nƣớc thải



2
và H
2


 





5
-10

6
  , 2000).



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7

2.4 Tác động của một số yếu tố lý hóa lên sinh trƣởng và phát triển của vi sinh
vật trong nƣớc
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2
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8

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  
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 Ảnh hƣởng của ánh sáng mặt trời

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 Ảnh hƣởng của oxy đối với vi sinh vật kỵ khí
              
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9

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2002).
2.5 Màng vi sinh vật (Biofilm)
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2.6 Vòng tuần hoàn của nitơ
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Nitrosomonas
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2.7 Quá trình amôn hóa
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2.7.1 Quá trình amôn hóa ure
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
2.7.2 Quá trình amôn hóa protit

Quá trình amô
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 

Quá trình amô

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2.8 Quá trình nitrate hóa
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 - u tiên


e e 

12

e 

4
+
thành NO
2
-

nitrite 
2
-
thành NO

3
-
e hóa.



á

2.8.1 Giai đoạn nitrite hóa

4
+
thành NO
2
-

e 

4
+

NH
4
+
+ 3/2O
2
NO
2
-
+ H

2
O + 2H
+



2


e 
   


Bảng 2.2 e hóa
STT
Tên giống
VSV
Đặc điểm hình thái
Điều kiện phát
triển
1
Nitrosomonas


 
-)

bào.
  
-30


C, pH
thích  -
8,5.
2
Nitrosospira
Chúng thu, gram (-)


  
 -30

C,
  
6,8-8,5.
3
Nitrosococcus
     -    



  
-30

C, pH
  -
8,0.

13

2.8.2 Giai đoạn nitrate hóa
Quá trình oxy hóa NO
2
-
thành NO
3
-
      
nitrate
NO
2
-
           
2
 

NO
2
-
+ 1/2 O
2
NO
3
-

       
2
-
thành NO

3
-
    
nhau: Nitrobacter, Nitrospira và Nitrococcus.

e 
, Corynebacterium, Streptomyces
Quá trình nitrate           
e 
e  

3
-

+

HNO
3

3
-

       e 
g
e.

và Nitrobacter là -


4

Nitrosolobus

-



-30

C,

6,0-8,2.
(Theo Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003)


14

(Theo Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003)

Bảng 2.3 e hóa


2.8.3 Các yếu tố kiểm soát quá trình nitrate hóa

soát quá trình nitrate 
 Nồng độ oxy


o



 NH
4
+

2
.
NH
3
+ O
2
NO
3
-
+ H
+
+ H
2
O
 Nhiệt độ
e 
-30ººC.
 pH
-8,5. Quá
trình nitrate 
e e hóa phá
STT
Tên giống
VSV
Đặc điểm hình thái
Điều kiện phát

triển
1
Nitrobacter


gram (-).

5-40

C, pH thích
6,5-8,5.
2
Nitrospira






15-30

C, pH thích
-8,0.
3
Nitrococcus
Chúng 
-). Chúng có






15-30

C, pH thích
-8,0.

15


3
-NH
4
+


sinh ra trong quá trình nitrate e hóa có

2


 Tỷ số BOD
5
/TNK
 e 
5

quá trình nitrate 
nitrate 
 e hóa

 Sự ức chế của các chất độc hại
Quá trình nitrate 
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Điều kiện
Thông số thiết kế
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7.2-8.4
phép (95% nitrate hóa),

C
15-35
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
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30
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1200-2500
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(Cu, Zn, Cd, Ni, Pb, Cr)
< 5mg/L
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nitrate hóa

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0 mg/L
- Các dung môi halogen
0 mg/L

- Phenol và cresol
< 20mg/L

phóng acid Hydrocyanide
<20mg/L
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2
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3
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heterotrophic)
4.6

(Theo Đỗ Hồng Lan Chi và Lâm Minh Triết 2005)

16

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4
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2.9 Tình hình nghiên cứu loại đạm trong và ngoài nƣớc
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4
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2
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4
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17

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