Tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ nitơ trong nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU MỘT VÀI QÚA TRÌNH SINH HỌC LOẠI BỎ
NITƠ TRONG NƯỚC THẢI

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG

GVHD:

Ths. VÕ HỒNG THI

Sinh viên thực hiện : VÕ CHÍ TÂM
MSSV: 0811110072

Lớp: 08CSH1

TP. Hồ Chí Minh, tháng 7/2011


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng Thi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM

KHOA: MÔI TRƯỜNG &

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HỌ & TÊN: VÕ CHÍ TÂM

MSSV : 0811110072

NGÀNH

LỚP

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

: 08CSH 1

1. Đầu đề khóa luận tốt nghiệp:
“Tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải”
2. nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu)
 Nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và ảnh hưởng đến môi trường
 Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng
dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải
 Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước
và nước thải

3. Ngày giao khóa luận tốt nghiệp

: 09/05/2011

4. Ngày hoàn thành khóa luận tốt nghiệp: 04/07/2011
5. Họ và tên người hướng dẫn
GVHD: Ths. Võ Hồng Thi

Phần hướng dẫn
Hướng dẫn toàn phần

Nội dung và yêu cầu của KLTN đã được thông qua bộ môn.
Ngày…….tháng……năm 2011
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):..............................................................................................
Đơn vị:. ..........................................................................................................................
Ngày chấm điểm: ...........................................................................................................
Điểm tổng kết: .............................................................................................................

SVTH: Võ Chí Tâm

MSSV: 0811110072

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng Thi

LỜI CAM ĐOAN
----------------------------------Tôi xin cam đoan nội dung của Khóa Luận Tốt Nghiệp này là do tôi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn. Không sao chép Khóa Luận Tốt Nghiệp
dưới bất kỳ hình thức nào, các số liệu trích dẫn trong Khóa Luận Tốt Nghiệp là trung
thực.
Tôi xin chịu tránh nhiệm về nội dung của Khóa Luận này trước Ban Giám Hiệu
Nhà Trường, Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học.

SVTH: Võ Chí Tâm

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh học

MỤC LỤC
----------------------------------Trang
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... vi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1

1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................................. 2
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2
1.2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 2
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................. 2

CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI ............................................ 3
2.1. Các dạng tồn tại của Nitơ trong môi trường nước ................................................. 3
2.2. Nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước ............................................... 4
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt ................................................................................ 4
2.2.2. Nguồn nước thải công nghiệp ............................................................................. 5
2.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp và chăn nuôi ............................................................ 6
2.2.4. Nước rác .............................................................................................................. 8
2.3. Ảnh hưởng của các hợp chất chứa Nitơ đến môi trường ...................................... 8
2.3.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng

...................................... 8

2.3.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường .................................................... 9
2.3.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước .................................................. 10

SVTH: Võ Chí Tâm

i

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh học

CHƯƠNG 3: BẢN CHẤT CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC .................................. 11
3.1. Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên ......................... 11
3.2. Các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng
dụng để xử lý nước và nước thải ................................................................................ 14
3.2.1. Quá trình amon hóa ........................................................................................... 14
3.2.1.1 Amon hóa urê .................................................................................................. 14
3.2.1.2 Amon hóa protein ........................................................................................... 14
3.2.2. Quá trình nitrate hóa ......................................................................................... 15
3.2.2.1. Giai đoạn nitrite hóa ...................................................................................... 16
3.2.2.2. Giai đoạn nitrate hóa ...................................................................................... 16
3.2.3. Quá trình phản nitrate ...................................................................................... 16
3.2.4. Quá trình oxy hóa kỵ khí amoni (Anammox) .................................................. 18
3.2.4.1. Hóa sinh học của Anammox ......................................................................... 18
3.2.4.2. Vi sinh học của Anammox ........................................................................... 19
3.2.5. Quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật nước ........................................................ 19

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC ................................ 23
4.1. Một số ứng dụng của quá trình nitrat hóa để xử lý Nitơ trong nước và
nước thải ...................................................................................................................... 23
4.1.1. Bể Aerotank kết hợp Nitrat hóa ........................................................................ 24
4.1.2. Bể lọc sinh học kết hợp Nitrate hóa ................................................................ 25
4.1.3. Đĩa quay sinh học kết hợp Nitrat hóa ............................................................... 26
4.2. Một số ứng dụng của quá trình khử nitrate để xử lý Nitơ trong nước và nước
thải ............................................................................................................................. 27
4.2.1. Bể anoxic .......................................................................................................... 27
4.2.2. Bể lọc sinh học .................................................................................................. 29
4.3. Tổ hợp các quá trình nitrate hóa và khử nitrate để loại bỏ Nitơ trong nước

và nước thải ................................................................................................................. 29
SVTH: Võ Chí Tâm

ii

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh học

4.3.1. Hệ xử lý khử nitrate đặt trước ........................................................................... 31
4.3.2. Hệ xử lý nitrate đặt sau ..................................................................................... 31
4.3.3. Hệ tổ hợp Bardenpho ...................................................................................... 32
4.4. Các ứng dụng của quá trình Anammox ............................................................. 32
4.4.1. Nguyên lý chung

............................................................................................ 32

4.4.2. SHARON và quá trình kết hợp SHARON-Anammox .................................... 32
4.4.3. CANON .......................................................................................................... 33
4.4.4. OLAND

.......................................................................................................... 33

4.4.5. SNAP ............................................................................................................... 34
4.5. Ứng dụng thực vật bậc thấp hấp thu hợp chất nito trong nước thải .................... 34
4.5.1. Xử lý nước thải bằng tảo ................................................................................... 34
4.5.2. Bèo tây ............................................................................................................. 37

4.5.3. Hệ xử lý trồng thảm lau sậy .............................................................................. 49

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................. 42
5.1. Kết luận ............................................................................................................... 42
5.2. kiến nghị ............................................................................................................. 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 43

SVTH: Võ Chí Tâm

iii

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh học

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
----------------------------------------------N: Nitơ
BOD (Biochemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy sinh hóa
COD (Chemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy hóa học
SHARON ( Single reator system for High-rate Ammonium Removal Over Nitrite)
CANON: (Completely Autotrophic Nitrogen-removal Over Nitrite)
OLAND: (Oxygen-Limited Autotrophic Nitrification-Denitrification)
SNAP:(Single-stage Nitrogen removal using Anammox and Partial Nitritation)

SVTH: Võ Chí Tâm

iv

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh học

DANH MỤC CÁC BẢNG
----------------------------------------------Bảng 2.1. Trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ trong hợp chất hóa học .............. 3
Bảng 2.2. Các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt ................................. 5
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt.... 5
Bảng 2.4. Nồng độ đặc trưng ô nhiễm N tổng thường tìm thấy trong một số
loại nước thải công nghiệp. ................................................................................... 6
Bảng 3.1. Sản lượng và thành phần đạm của một số thực vật ............................ 20
Bảng 3.2. Khả năng hấp thu Nitơ của một số loài thủy thực vật nổi trong mùa
hè ........................................................................................................................ 21
Bảng 3.3. Sản lượng bèo tấm sinh trưởng trong các loại nước thải .................... 21
Bảng 4.1. Đặc trưng cơ bản của quá trình xử lý BOD và amoni ....................... 23
Bảng 4.2. So sánh mật độ vi sinh vật trên giá đỡ và vùng rễ của thực vật trong hệ xử lý
nước chảy ngầm

....................................................................................... 40

Bảng 4.3. Cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải của hệ thực vật lau,
sậy

............................................................................................................. 41

SVTH: Võ Chí Tâm

v

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh học

DANH MỤC CÁC HÌNH
----------------------------------------------Hình 3.1. Chu trình Nitơ trong nước ........................................................................... 12
Hình 3.2. Chu trình Nitơ có thêm mắt xích Anammox ............................................... 18
Hình 4.1. Sơ đồ oxy hóa đồng thời BOD và Amoni .................................................. 24
Hình 4.2. Hệ thống xử lý nước thải theo kỹ thuật điã quay sinh học ......................... 27
Hình 4.3. Sơ đồ phối hợp xử lý hợp chất Nitơ ........................................................... 30
Hình 4.4. Một số loài tảo tiêu biểu

........................................................................... 35

Hình 4.5. Bèo tây (lục bình) ...................................................................................... 38
Hình 4.6. Cây lau sậy .................................................................................................. 39

SVTH: Võ Chí Tâm

vi

MSSV: 0811110072

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng Thi

LỜI CẢM ƠN
--------------------------------------Nhân dịp hoàn thành Khóa Luận Tốt Nghiệp em xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến:
Toàn thể quý thầy cô khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, cùng thầy cô
Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ đã tận tình giảng dạy, trang bị cho em những
kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Ths. Võ Hồng Thi đã nhiệt tình hướng
dẫn, giải đáp những thắc mắc cũng như gợi ý mở cho hướng đi của đề tài, tạo mọi
điều kiện để em hoàn thành tốt Khóa Luận Tốt Nghiệp này.
Xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người thân đã động viên và tạo điều kiện cho
em học tập cũng như trong quá trình làm khóa luận. Cảm ơn các bạn lớp 08CSH1 đã
giúp đỡ trong thời gian học tập.
Trong quá trình thực hiện Khóa Luận Tốt Nghiệp này sẽ không tránh khỏi những
sai sót, em rất cảm ơn những nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy cô để đề tài của
em hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chúc đến quý thầy cô trong khoa Môi Trường & Công Nghệ
Sinh Học dồi dào sức khỏe.

Em chân thành cảm ơn!

TP. HCM, tháng 7/2011
Sinh viên

Võ Chí Tâm

SVTH: Võ Chí Tâm

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi
CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam trong thời gian gần đây diễn ra rất nhanh chóng
cùng với sự phát triển của công nghiệp. Tỉ lệ dân số vì thế cũng tăng theo cùng với
tốc độ đô thị hóa, kết quả là nước thải từ các thành phố, khu dân cư tập trung, khu
công nghiệp cũng không ngừng gia tăng với khối lượng lớn. Đối với nhiều loại nước
thải có hàm lượng các chất dinh dưỡng như Nitơ, phospho cao, việc xử lý để loại ra
các thành phần này trước khi xả ra môi trường là một yêu cầu quan trọng, nhằm hạn
chế sự ô nhiễm nước ngầm, nước mặt.
Cùng với nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp
cũng chứa nhiều loại hợp chất phức tạp (vô cơ, hữu cơ). Một trong các dạng hợp chất
gây nên sự ô nhiễm nước phải kể đến là các hợp chất chứa Nitơ. Nếu hàm lượng Nitơ
có trong nước xả ra sông, hồ cao quá mức sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa kích
thích sự bùng nổ nhanh chóng của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước và cạn kiện
oxy hòa tan, đe dọa hệ sinh thái nước. Bởi vậy, Nitơ là yếu tố cần phải được loại bỏ.
Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý Nitơ gồm phương pháp hóa học, phương
pháp hóa lý và phương pháp sinh học. Trong các phương pháp trên, việc áp dụng các
quá trình sinh học để xử lý nước thải có chứa hợp chất Nitơ là vấn đề cần được chú ý
và đẩy mạnh hơn nữa. Đây là phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn để
phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy nhằm tạo ra các sản phẩm có lợi như carbonic,

nước và các chất vô cơ khác, do vậy là phương pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện
với môi trường.
Trong thực tế các phương pháp sinh học để loại bỏ Nitơ đã và đang áp dụng tại
một số hệ thống xử lý nước thải, nhưng các tài liệu có liên quan còn rời rạc, tản mạn,
chưa được nghiên cứu nhiều, tài liệu còn rời rạc chưa sắp xếp lại thành hệ thống có
tính logic chặt chẽ. Đó cũng là lý do để đề tài “tìm hiểu một vài quá trình sinh học
loại bỏ Nitơ trong nước thải” ra đời.

SVTH: Võ Chí Tâm

1

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng bổ sung, tìm hiểu, sắp xếp, lựa chọn tài liệu làm cơ sở lý thuyết cho
phương pháp loại Nitơ bằng quá trình sinh học.
1.2.2. Nội dung nghiên cứu
 Nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và ảnh hưởng đến môi
trường.
 Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng
dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải.
 Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước
và nước thải.

1.2.3. Phương pháp nghiên cứu
Do đề tài chỉ hình thành trên cở sở lý thuyết mà không tiến hành thí nghiệm hay
tiến hành làm thực nghiệm nên phương pháp nghiên cứu ở đây chủ yếu là phương
phương pháp hồi cứu:
Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài
liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo
trình, internet,…từ đó các kiến thức sẽ được lựa chọn và tổng hợp lại làm cơ sở cho
quá trình thực hiện đề tài.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Khóa luận được thực hiện trên cơ sở lý thuyết tìm hiểu các phương pháp xử lý
Nitơ trong nước thải, tổng hợp lại các tài liệu quan có từ trong sách, báo, giáo trình,
với mong muốn bổ sung và hoàn chỉnh hơn các vấn đề có liên hoan đến phương pháp
loại bỏ Nitơ bằng quá trình sinh học..

SVTH: Võ Chí Tâm

2

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi
CHƯƠNG 2

NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA NITƠ TRONG NƯỚC
VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG
2.1. Các dạng tồn tại của các hợp chất chứa Nitơ trong nước
Nguyên tố Nitơ là thành phần luôn có mặt trong cơ thể động, thực vật sống và

trong thành phần các hợp chất tham gia quá trình sinh hóa. Đồng thời nó cũng tồn tại
ở nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ trong các sản phẩm công nghiệp và tự nhiên.
Nguyên tố Nitơ có thể tồn tại ở bảy trạng thái hóa trị, từ dạng khử (N-3) là
amoniac đến dạng oxy hóa (N+5) là nitrat. Bảng 2.1. ghi các trạng thái hóa trị của
nguyên tố nitơ và hợp chất hóa học đại diện cho trạng thái hóa trị đó.
Hợp chất

Công thức hóa học

Hớa trị

NH4+/NH3

-3

N2

0

Dinitơ oxit

N2O

+1

Nitơ oxit

NO

+2

NO2--N

+3

NO2

+4

NO3--N

+5

Amoni/amoniac
Khí nitơ

Nitrite
Nitơ dioxit
Nitrate

Bảng 2.1 Trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ trong hợp chất hóa học
Trong môi trương nước tự nhiên không bị ô nhiễm, các hợp chất amoniac, hợp
chất hữu cơ chứa Nitơ, dạng khí, nitrat và nitrit có nồng độ không đáng kể. Tuy vậy
chúng là nguồn Nitơ cho phần lớn sinh vật đất và nước. Vi sinh vật sử dụng nguồn
Nitơ kể trên vào tổng hợp axit amin, protein, tế bào và chuyển hóa năng lượng.
Trong các quá trình đó, hợp chất Nitơ thay đổi hóa trị và chuyển hóa thành các hợp
chất hóa học khác.
Nguồn phát thải hợp chất Nitơ vào môi trường rất phong phú: từ các chất thải rắn,
khí thải, nước thải nhưng quan trọng nhất là từ phân và chất bài tiết trong nước thải
sinh hoạt.

SVTH: Võ Chí Tâm

3

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

2.2. nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước thải
2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt
Thành phần Nitơ trong thức ăn của người và động vật nói chung chỉ được cơ
thể hấp thu một phần, phần còn lại được thải ra dưới dạng rắn (phân) và các chất bài
tiết khác (nước tiểu, mồ hôi).
Nguồn nước thải từ sinh hoạt gồm: nước vệ sinh, tắm, giặt, nước rửa rau, thịt,
cá, nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ công cộng như thương mại,
bến tàu xe, bệnh viện, trường học, khu du lịch, vui chơi, giải trí. Chúng thường được
thu gom vào các kênh dẫn thải. Hợp chất Nitơ trong nước thải bao gồm amoniac,
protein, peptit, axit min cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng.
Mỗi người hằng ngày tiêu thụ 5 – 16g Nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30%
trong số đó. Hàm lượng Nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân 8 lần. Các hợp
chất chứa Nitơ, đặc biệt là protein, và urea trong nước tiểu bị thủy phân rất nhanh tạo
thành amoni/amoniac. Trong các bể phốt xảy ra các quá trình phân hủy yếm khí các
chất thải, làm giảm lượng carbon hữu cơ nhưng không làm giảm hợp chất Nitơ đáng
kể. Chỉ một phần nhỏ tham gia vào cấu trúc tế bào vi sinh vật. Hàm lượng hợp chất
Nitơ trong nước thải từ các bể phốt cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân hủy
yếm khí.

Trong nước thải sinh hoạt, nitrate và nitrite có hàm lượng rất thấp do nồng độ
oxy hòa tan và mật độ vi sinh tự dưỡng thấp. Thành phần amoni chiếm 60 – 80%
hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt.
Nồng độ hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt biến động theo lưu lượng
nguồn thải: mức độ sử dụng nước của cư dân, mức độ tập trung các dịch vụ công
công, thời tiết, khí hậu trong vùng, tập quán ăn uống sinh hoạt…
Bảng 2.3 Sau đây thể hiện các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt bao
gồm cả ô nhiễm bởi các hợp chất chứa Nitơ.

SVTH: Võ Chí Tâm

4

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

Bảng 2.2. Các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Thành phần

Nồng độ

Đơn vị
Khoảng

Đặc trưng

Chất rắn

mg/l

350 – 12000

700

Cặn không tan

mg/l

100 – 350

210

BOD

mg/l

110 – 400

210

COD

mg/l

250 – 1000

500

Nitơ tổng (N)

mg/l

20 – 85

35

NH3-N

mg/l

12 – 50

22

(Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007)

Chỉ tiêu

Trung bình (mg/l)

Tổng Nitơ

40

- Nitơ hữu cơ

15

- Nitơ Amoni (NH3 + NH4+)

25

- Nitơ Nitrit (NO2-)

0,05

- Nitơ Nitrat (NO3-)

0,2

Bảng 2.3. Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt
2.2.2. Nguồn nước thải công nghiệp
Ô nhiễm do hợp chất Nitơ từ sản xuất công nghiệp liên quan đến chế biến thực
phẩm, sản xuất phân bón hay liên quan đến một số ngành nghề đặc biệt chế biến mủ
cao su, chế biến tơ tằm thuộc da.
Chế biến thực phẩm thải một lượng đáng kể hợp chất chứa Nitơ liên quan đến
loại thực phẩm chứa nhiều đạm: chế biến thủy hải sản, giết mổ và sản xuất thức ăn từ
các loại thịt, sữa, đậu, nấm…
Nước thải từ khâu giết mổ chứa một lượng máu, mỡ, phân cùng các mảnh thịt
vụn, nước thải từ khâu giết mổ được thu gom cùng với nước vệ sinh dụng cụ.

SVTH: Võ Chí Tâm

5

MSSV: 0811110072

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

Hợp chất chứa Nitơ nhanh chóng được tiết ra từ các thành phần rắn vào nước
với tốc độ phụ thuộc vào mức độ phân tán, nhiệt độ môi trường và loại sản phẩm chế
biến.
Quá trình sản xuất một số loại hóa chất, phân bón, sợi tổng hợp thải ra lượng
khá lớn hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, các hợp chất này dễ bị thủy phân trong môi
trường và tạo ra amoniac.
Bảng 2.4. Nồng độ đặc trưng ô nhiễm N tổng thường tìm thấy trong một số loại nước
thải công nghiệp.
Nguồn

Nồng độ Nitơ tổng (mg/l)

- Giết mổ

115

- Chế biến thịt

76

- Chế biến
+ Cá da trơn

33

+ Cua

94

+ Tôm

215

+ Cá

30

- Chế biến rau, quả, đồ uống

4

- Chế biến tinh bột

21

- Rượu vang

40

- Hóa chất, phân bón
+ NH3-N

1270

+ NO3—N

550
(Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007)

Nồng độ hợp chất Nitơ trong nước thải công nghiệp cũng biến động rất mạnh,
không chỉ trong mùa vụ mà cả trong từng ngày, nhất là đối với các cơ sở chế biến
thực phẩm sản xuất đồng thời nhiều loại sản phẩm.
2.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp và chăn nuôi
Canh tác nông nghiệp về nguyên tắc phải bón phân đạm, lân cho cây trồng vì
các yếu tố trên thiếu trong đất trồng trọt. Trong rất nhiều trường hợp người ta còn sử
dụng nguồn nước thải để tưới nhằm tận dụng lượng hợp chất Nitơ trong đó để làm
phân bón cho cây trồng. Điều đáng bàn là ở chỗ một lượng khá lớn phân bón mà cây
SVTH: Võ Chí Tâm

6

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

trồng không hấp thu được do nhiều nguyên nhân: phân hủy, rửa trôi (phân đạm urê,
phân lân, phân tổng hợp NPK) hoặc do tạo thành dạng không tan, nhất thời cây trồng
không thể hấp thu (phân lân). Trong môi trường nước, urê rất dễ dàng bị thủy phân
tạo thành amoniac và khí carbonic:
CO2 + 2NH3
CO2(NH2)2 + H2O

Lượng Nitơ trong phân urê chiếm 46%, tuy nhiên do diện phân bố rộng nên
hàm lượng amoniac trong nước mặt không cao. Mặt khác khi tồn tại trong nước
amoniac cũng bị các loại thủy thực vật khác như rong, rêu, tảo, cỏ dại hấp thu và một
phần chuyển hóa thành dạng hợp chất khác như nitrate do hoạt động của vi sinh vật.
Nguồn nước thải phát sinh do chăn nuôi gia cầm, gia súc có lưu lượng nhỏ hơn
so với nước sinh hoạt, chủ yếu là nước tắm rửa và vệ sinh chuồng trại. Nước thải từ
chuồng trại chăn nuôi chứa một lượng chất rắn không tan lớn: phân, rác, bùn đất,
thức ăn thừa rơi vãi, các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ tiết ra từ các chất thải rắn khi gặp
nước.
Nước thải chuồng trại của các loài nuôi khác nhau có độ ô nhiễm khác nhau vì
các thành phần dinh dưỡng trong phân khác nhau. Nồng độ hợp chất hữu cơ tăng dần
theo thời gian lưu nước thải do lượng chất thải hữu cơ có khả năng sinh hủy rất lớn ,
trong thời gian lưu giữ chúng bị phân hủy yếm khí tạo ra metan và khí carbonic trong
khi hợp chất Nitơ hầu như không bị biến động, trong khi đó các vi sinh vật bị chết
cũng tiếp tục phân hủy tạo ra hợp chất Nitơ.
Các kết quả đánh giá cho thấy, thủy động vật chỉ hấp thu được khoảng 25 –
40% lượng Nitơ trong thức ăn tổng hợp. Do hiệu quả hấp thu Nitơ từ thức ăn không
cao, phần còn dư nằm trong nước nuôi với hàm lượng khoảng 360mg/m2/ngày. Phân
tôm cá, thức ăn thừa và chất bài tiết cũng làm tăng nồng độ hợp chất Nitơ trong nước
nuôi, nhất là khi phân và thức ăn thừa không được thu gom và tách ra khỏi nguồn
nước nuôi kịp thời.
Hợp chất Nitơ nhanh chóng bị thủy phân thành amoniac và được tảo hấp thu
(hàm lượng protein thô trong tảo khô chiếm khoảng 50%, tương ứng với 8% N). Tảo
là nguồn thức ăn trực tiếp cho vật nuôi và của loài động vật phù du (nhỏ), mà động
vật phù du là thức ăn của loài cá. Khi hệ sinh thái trên ổn định thì mức độ ô nhiễm
trong hồ không lớn.
SVTH: Võ Chí Tâm

7

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

2.2.4. Nước rác
Rác thải sinh hoạt từ các đô thị, thành phố có khối lượng khá lớn. Tại các
thành phố lớn ở Việt Nam, lượng rác thải bình quân tính theo đầu người là 0,6 – 0,8
kg/người/ngày. Thành phần chủ yếu của rác thải là chất hữu cơ (rau, quả, củ, thực
vật…) nhưng một lượng đáng kể các tạp chất vô cơ: gạch, sợi, xỉ than, sành, sứ, thủy
tinh đặc biệt là polyme phế thải (bao bì) cũng thường có mặt.
Ở các nước đang phát triển, việc phân loại rác thải tại nguồn chưa được thực
hiện rộng rãi, thường được thu gom chung và mang chôn lấp tại các bãi rác, đôi khi
sử dụng một phần để sản xuất phân bón hữu cơ.
Thành phần hữu cơ chứa Nitơ trong rác chủ yếu là protein và một lượng nhỏ
hơn các hợp chất axit nucleic, chitin, urê, các sản phẩm phân hủy từ thức ăn, xác
động vật. Trong quá trình phân hủy yếm khí, protein và các hợp chất chứa Nitơ bị
thủy phân bởi enzym do vi sinh yếm khí và một phần hiếu khí tạo ra axit amin và
tiếp tục thành amoni và carbon dioxit cùng với axit dễ bay hơi. Một lượng không lớn
axit amin, amoni được vi sinh vật sử dụng để cấu tạo tế bào, lượng còn dư tồn tại
trong nước rác.
Nước rác được tách khỏi bãi chôn và thường được gom về các hồ chứa khi
được xử lý và thải ra môi trường. Sự biến động về nồng độ chất hữu cơ (BOD, COD)
và hợp chất Nitơ trong nước thải dưới sự tương tác của vi sinh vật, điều kiện vật lý
(gió, mưa, nóng lạnh) và thực vật là đối tượng đáng quan tâm khi đánh giá đặc trưng
của nước rác.
Hợp chất Nitơ trong các hồ gồm có: chất hữu cơ chứa Nitơ, amoni, nitrite,
nitrate dạng tan trong nước và trong cấu trúc tế bào của vi sinh vật và tảo. Trong hồ

yếm khí, hợp chất Nitơ tồn tại chủ yếu ở dạng amoni, một phần nằm trong tế bào của
vi sinh vật yếm khí. Do không tách được sinh khối ra khỏi nước nên khi phân hủy,
amoni được “trả lại” hầu như trọn vẹn trong môi trường nước.
2.3. Ảnh hưởng của các hợp chất chứa Nitơ đến môi trường
2.3.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng
Sự có mặt của Nitơ trong nước thải có thể gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến hệ
sinh thái và sức khoẻ cộng đồng. Khi trong nước thải có nhiều Amoniac có thể gây
độc cho cá và hệ động vật thuỷ sinh, làm giảm lượng oxy hoà tan trong nước. Khi
SVTH: Võ Chí Tâm

8

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

hàm lượng Nitơ trong nước cao có thể gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có
màu và mùi khó chịu đặc biệt là lượng oxy hoà tan trong nước giảm mạnh gây ngạt
cho cá và hệ sinh vật trong hồ.
Khi xử lý Nitơ trong nước thải không tốt, để hợp chất Nitơ đi vào trong chuỗi
thức ăn hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrate tạo chứng
thiếu Vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo thành các hợp chất nitrosamin là
nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrate
lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa. Khi vào cơ thể, nitrate chuyển hóa
thành nitrite nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrite còn nguy hiểm hơn nitrate đối với
sức khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể
người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa Nitơ gây ung thư. Trong cơ thể

nitrite có thể oxy hoá sắt II ngăn cản quá trình hình thành Hb làm giảm lượng oxy
trong máu dẫn đến ngạt, buồn nôn, thậm chí nồng độ cao có thể dẫn đến tử vong.
2.3.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường
Nitơ trong nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh
dưỡng. Do vậy nó gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu,
tảo dẫn đến thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá
hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước như
NH4+, H2S, CO2, CH4... tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước. Hiện tượng đó
gọi là phú dưỡng nguồn nước.
Đa số các hồ ở Hà Nội đang ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải và trầm tích.
Lưu lượng nước thải chảy vào vượt quá khả năng tự làm sạch của các hồ. Các dòng
chảy vào hồ thậm chí làm bốc mùi hôi nồng nặc.
Hiện tượng phú dưỡng hay còn gọi là hiện tượng tảo nở hoa. Nhiều tảo xanh và
các loài thực vật nổi phát triển rất nhanh trong nước hồ. Sau khi chết đi, các loại tảo
tích tụ tại đáy hồ ngày càng dày thêm. Quá trình phân hủy của chúng kéo theo sự tiêu
thụ lớn về oxy trong nước, làm biến mất các loài thủy sinh khác, đồng thời giải tỏa
các chất khí có hại và hôi thối.

SVTH: Võ Chí Tâm

9

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

2.3.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước

Sự có mặt của Nitơ có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý làm giảm hiệu
quả làm việc của các công trình. Mặt khác nó có thể kết hợp với các loại hoá chất
trong xử lý để tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người.

SVTH: Võ Chí Tâm

10

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi
CHƯƠNG 3

BẢN CHẤT CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC CHUYỂN HÓA CÁC
HỢP CHẤT CHỨA NITƠ ĐƯỢC ỨNG DỤNG TRONG
KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI
3.1. Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên
Trong môi trường nước, Nitơ có thể tồn tại dưới dạng hợp chất vô cơ, hữu cơ hòa
tan hay không hòa tan. Các hợp chất vô cơ quan trọng của Nitơ là NH3, NH4+, NO2-,
NO3-.
Nitơ dạng khí có được chủ yếu là sự khuếch tán từ ngoài không khí vào hay còn
có thể được hình thành trong quá trình phản nitrate hóa. Các dạng hợp chất vô cơ hòa
tan có được là do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, Nitơ lắng đọng dưới dạng
albumine và dưới tác dụng của vi sinh vật, đạm albumine sẽ tiếp tục phân hủy thành
ammoniac (NH3) và sau đó ammoniac sẽ hòa tan vào nước tạo ra NH4+. Sau đó, NH3
và ion NH4+ sẽ biến đổi thành dạng nitrite (NO2-) và nitrate (NO3-) nhờ hoạt động của
vi khuẩn nitrite và nitrate hóa. Thực vật có thể hấp thu nhiều dạng đạm nói trên

nhưng khả năng hấp thu NH4+ và NO3- là tốt nhất, (mỗi loài thực vật ưa một dạng
đạm khác nhau). Trong khi đó, một số loài vi khuẩn và tảo lại có khả năng sử dụng
Nitơ phân tử nhờ quá trình cố định Nitơ.
Hầu hết đạm NO3- được vi sinh vật, thực vật thủy sinh sử dụng cho các quá trình
sinh trưởng và phát triển của chúng, sau đó bị lắng tụ ở bùn đáy. Đạm chứa trong tảo
bị ăn bởi động vật phù du và các ấu trùng, động vật đáy khác. Hai quá trình yếm khí
là cố định Nitơ và phản nitrate do tảo lam và vi khuẩn thực hiện, trong đó, quá trình
phản nitrate hầu như xảy ra trong tầng đáy ở vùng cửa sông hay đất ngập nước.
Các chất đạm hữu cơ trong môi trường nước hiện diện trong cơ thể thực vật, động
vật, xác bã hữu cơ lơ lửng hoặc hòa tan.

SVTH: Võ Chí Tâm

11

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

Sông, suối, nước mưa, nước thải có
chứa Nitrate và Ammoniac
Cố định đạm
NO2

N2O

N2

Vi khuẩn

NO3

Sinh trưởng
Thực vật phù du
Sinh trưởng

NO2

Nitrate hóa

Động vật phù du
Bài tiết

Cá

N2O
NH4
Mảnh vụn
yếm khí

Bùn đáy

Hình 3.1. Chu trình Nitơ trong nước
Quá trình amon hóa các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ trong môi trường nước diễn
ra tương đối mạnh mẽ trong cả điều kiện hiếu khí lẫn kỵ khí. Trong điều kiện hiếu
khí, các hợp chất hữu cơ được chuyển hóa hoàn toàn thành các hợp chất vô cơ, giúp
làm sạch môi trường nước. Trong điều kiện kỵ khí, các axit amin không được vô cơ
hóa hoàn toàn, bên cạnh NH3 và CO2 còn tích lũy nhiều loại hợp chất hữu cơ khác

như axit hữu cơ, rượu, H2S và các sản phẩm bốc mùi khó chịu chothủy vực.
Quá trình amon hóa protein giữ vai trò quan trọng trong việc khép kín vòng tuần
hoàn Nitơ. Nhờ quá trình này mà Nitơ chuyển từ dạng hấp thụ sang muối amon dễ
dàng được thực vật sử dụng. Nhờ quá trình này mà NH3 luôn luôn được phục hồi,
cung cấp cho thực vật thủy sinh. Có nhiều loại vi khuẩn và nấm mốc tham gia vào

SVTH: Võ Chí Tâm

12

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

quá trình này, chủ yếu là các loài của giống Bacillus như: Bacillus mesentericus,
Bacillus mycoide, Bacillus sustilis,…
Các vi khuẩn tham gia quá trình nitrate hóa trong môi trường nước đi cùng quá
trình đồng hóa CO2 cho cơ thể. Ở thủy vực nước ngọt có các loài thuộc giống
Nitrobacter và trong các thủy vực nước lợ, mặn có Nitrospina gracilic và
Nitrosococcus mobilis. Vi khuẩn nitrate hóa phân bố rất ít trong các thủy vực sạch,
nghèo dinh dưỡng, trong các thủy vực giàu dinh dưỡng số lượng của chúng có nhiều
hơn, nhưng cao nhất cũng chỉ khỏang 10 tế bào/ml nước. Quá trình nitrate hóa chỉ
xảy ra khi có mặt của oxy, nghĩa là trong môi trường thóang khí, còn trong môi
trường yếm khí với sự có mặt của các chất hữu cơ sẽ xảy ra quá trình ngược lại với
quá trình nitrate hóa là quá trình phản nitrate. Quá trình này khử nitrate qua nitrite
thành NO, N2O.
Vi khuẩn tham gia vào quá trình phản nitrate hóa bao gồm bao gồm các loại kỵ

khí không bắt buộc như: Pseudomonas, Bacillus...Trong điều kiện hiếu khí, chúng
oxy hóa các chất hữu cơ bằng oxy của không khí, còn trong điều kiện kỵ khí, chúng
tiến hành oxy hóa các hợp chất hữu cơ bằng con đường khử hydro để chuyển hydro
cho nitrate và nitrite. Quá trình này không có lợi vì nó làm mất Nitơ trong thủy vực
và tạo thành các chất độc đối với thủy sinh vật như NH3, NO2-. Trong đa số sinh
cảnh, vi sinh chỉ có thể khử nitrate thành nitrite, chứ không có thể khử tiếp thành các
dạng hợp chất khác. Do đó, ở đâu có quá trình phản nitrate hóa xảy ra mạnh thì ở đó
có nhiều nitrite.
Trong môi trường thoáng khí, quá trình cố định Nitơ phân tử được thực hiện bởi
các loài vi khuẩn Azotobacter như: Azotobacter Agile và Azotobacter chroococcum.
Ở sông, hồ thì hầu như gặp chúng ở mọi nơi. Tại phần lắng đọng yếm khí, quá trình
cố định Nitơ phân tử được thực hiện bởi giống Clostridium

như Clostridium

pateurianum. Gần đây, người ta đã xác định ngoài các loài thuộc giống Azotobacter
và Clostridium thì còn có một số loài vi khuẩn khác cũng có khả năng đồng hóa Nitơ
phân tử bao gồm cả vi khuẩn quang tự dưỡng lẫn dị dưỡng. Tuy nhiên, hiệu quả gắn
kết Nitơ thấp hơn do số lượng của những vi khuẩn này là quá ít để đồng hóa một
lượng Nitơ đáng kể. Chúng chỉ có vai trò ở những phần lắng đọng yếm khí, còn
trong môi trường thoáng khí, quá trình cố định Nitơ phân tử được thực hiện chủ yếu
SVTH: Võ Chí Tâm

13

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

bởi các loài tảo xanh thuộc giống Nostoc, Phormidium, Calothrix,... bởi vì các giống
tảo này thường rất nhiều trong các thủy vực.
3.2. Các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng
để xử lý nước và nước thải
3.2.1. Quá trình amon hóa
Là quá trình phân hủy chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ trong điều
kiện hiếu khí hoặc yếm khí dưới tác dụng của các loại vi sinh vật để tạo thành các
hợp chất đơn giản là (NH4+) hoặc NH3. Quá trình amon hóa bao gồm.
3.2.1.1 Amon hóa urê
Urê có trong thành phần nước tiểu của người và động vật, chiếm khoảng 22%
nước tiểu. Trong công thức cấu tạo, urê chứa tới 46,6% Nitơ, vì thế nó là nguồn dinh
dưỡng đạm tốt với cây trồng. Tuy nhiên, thực vật không thể đồng hóa trực tiếp urê
mà phải qua quá trình amôn hóa. Quá trình amon hóa chia làm hai giai đoạn.
Đầu tiên, dưới tác dụng của enzyme urease được tạo ra bởi các vi sinh vật, urê
sẽ bị phân hủy tạo thành muối carbonat amoni. Sau đó, carbonat amoni được phân
giải thành NH3, CO2 và H2O.
CO(NH2)2 +

2H2O

(NH4) 2 CO3

(NH4) 2 CO3 (giai đoạn 1)
2NH3 + CO2

+ H2O (giai đoạn 2)

Một số loài vi khuẩn có khả năng amon hóa urê, chúng đều tiết ra enzym

ureaza. Trong đó có một số loài phân giải cao như: Micrococcus ureae, Bacillus
amylovorum, Proteus vulgaris…. Đa số chúng thuộc nhóm hiếu khí hoặc kỵ khí
không bắt buộc, ưa pH trung tính hoặc hơi kiềm.
3.2.1.2. Amon hóa protein
Protein là thành phần quan trọng của tế bào sinh vật. Protein chứa 15 – 17%
Nitơ nhưng cây trồng và thực vật nước không thể hấp thụ trực tiếp protein mà phải
thông qua sự phân hủy của vi sinh vật. Quá trình này có thể xảy ra trong điều kiện
hiếu khí hoặc kỵ khí nhờ nhóm vi sinh vật phân hủy protein có khả năng tiết ra
enzyme protease bao gồm proteinase và peptidase. Enzyme protease xúc tác quá
trình thuỷ phân liên kết liên kết peptide (-CO-NH-)n trong phân tử protein,
polypeptide tạo sản phẩm là acid amin.
SVTH: Võ Chí Tâm

14

MSSV: 0811110072


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Võ Hồng THi

Dưới tác dụng của enzyme proteinase, phân tử protein sẽ được phân giải
thành các polypeptide và oligopeptide. Sau đó dưới tác dụng của enzym
pedtidase các polypedtit và oligopeptide sẽ được phân giải thành các axit
amin. Một phần axit amin sẽ được tế tào vi sinh vật hấp thu làm chất dinh
dưỡng. Phần khác sẽ thông qua quá trình khử amin tạo thành NH3 và nhiều
sản phẩm trung gian khác. Sự khử amin có thể xảy ra theo các phương thức
sau:
R – CH(NH2)COOH  R – CHCOOH + NH3

R – CH(NH2)COOH +H2O  R – CH2OH – COOH + CO2 + NH3
R – CH(NH2)COOH

+ ½ O2  R – CO – COOH + NH3

R – CH(NH2)COOH + O2  R – COOH + CO2 + NH3
R – CH(NH2)COOH

+H2O  R – CO – COOH +NH3 + 2H

Một số axit amin bị deamin hóa bởi VSV nhờ enzym deaminase, một trong
những sản phẩm cuối cùng là amon. Nhiều vi sinh vật có khả năng amon hóa protein.
Trong nhóm vi khuẩn có Bacillus mycoides, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis,
Pseudomona fluorescens, Clostridium sporogenes... Xạ khuẩn có Streptomtces
rimosus, Stretomyces griseus..
3.2.2. Quá trình nitrate hóa
Quá trình nitrate hoá là quá trình oxy hoá sinh hoá Nitơ các muối amon, đầu
tiên thành nitrite và sau đó thành nitrate dưới tác dụng của vi sinh vật hiếu khí trong
điều kiện thích ứng.
Vi khuẩn tham gia quá trình nitrate hóa gồm hai nhóm:
 Vi khuẩn nitrite oxy hóa amoniac thành nitrite (giai đoạn 1).
 Vi khuẩn nitrate oxy hóa nitrite thành nitrate (giai đoạn 2).
Các phản ứng được biểu diễn qua các phương trình sau:
2 NH3 + 3 O2
2 HNO2 + O2

2 HNO2 + 2 H2O (giai đoạn 1)
2 HNO3 (giai đoạn 2)

Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh gấp ba lần so với giai đoạn thứ hai.

Bằng thực nghiệm, người ta đã chứng minh rằng lượng oxy tiêu hao để oxy hóa 1mg

SVTH: Võ Chí Tâm

15

MSSV: 0811110072