Tổng quan quá trình chuyển hoá các hợp chất nitơ trong nước thải của vi sing vật

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường đang ngày gia tăng và đang được sự
quan tâm của nhiều nghành, nhất là đối với việc ô nhiễm do nước thải. Đối với nhiều
nước thải có hàm lượng các chất dinh dưỡng (N,P) trung bình và cao, việc xử lý loại
ra các thành phần này trước khi xả là một nhu cầu quan trọng, nhằm hạn chế sự ô
nhiễm nước ngầm, nước mặt.
Một trong các dạng hợp chất gây nên sự ô nhiễm của nước phải nói đến các
hợp chất hữu cơ chứa itơ. Nếu như hàm lượng Nitơ có trong nước xả thải ra sông, hồ
quá mức sẽ gây ra một hiện tượng ơ nhiễm, điển hình là hiện tượng phú dưỡng hóa
kích thích sự phát triển nhanh của rong, rêu, tảp làm bẩn nguồn nước.
Việc áp dụng các phương pháp sinh học để xử lý nước thải hiện nay đang là
vấn đề cần được chú ý và phát triển, đây là phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu là
vi khuẩn để phân hủy các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học tạo ra sản phẩm có
lợi như carbonic, nước và các chất vô cơ khác.

1

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH CHUYỂN HĨA HỢP
CHẤT CỦA NITƠ

1.1 TỔNG QUAN VỀ NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ
Nitơ là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hồn các ngun tố có ký hiệu
N và số nguyên tử bằng 7. Ở điều kiện bình thường nó là một chất khí khơng màu,
không mùi, không vị và khá trơ và tồn tại dưới dạng phân tử nitơ, cịn gọi là đạm khí.
Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất và là thành phần của mọi cơ thể sống.
Nitơ tạo ra nhiều hợp chất quan trọng như các axit amin, axit nucleic, ammoniac, axit
nitrite, cyanua…
Phân tử nitơ trong khí quyển là tương đối trơ, nhưng trong tự nhiên nó bị
chuyển hóa rất chậm thành các hợp chất có ích về mặt sinh học và công nghiệp nhờ
một số cơ thể sống, chủ yếu là các vi khuẩn. Khả năng kết hợp hay cố định nitơ là
đặc trưng quan trọng của cơng nghiệp hóa chất hiện đại, trong đó nitơ được chuyển
hóa thành amomniac. Ammoniac có thể được sử dụng trực tiếp chủ yếu làm phân
bón, hay làm nguyên liệu cho nhiều hóa chất quan trọng khác.
Các muối của acid nitrite bao gồm nhiều hợp chất quan trọng như hay
diêm tiêu, thuốc súng và nitrate amoni. Các hợp chất nitrate hữu cơ khác, như TNT.
Acid nitrite được sử dụng làm chất oxi hóa trong các tên lửa dùng nhiên liệu lỏng.
Ammoniac là một hợp chất quan trọng giữa N và H. Ammoniac có tính bazơ, trong
dung dịch thì nó tạo ra các cation amoni (NH4+). Các khác có cấu trúc tương tự là
dinitơ monoxit (N2O), nitơ monoxit (NO) và nitơ dioxit (NO2). Các oxit tiêu chuẩn
hơn là dinitơ trioxit (N2O3) và dinitơ pentoxit (N2O5), trên thực tế là tương đối không
ổn định và là các chất nổ. Các axit tương ứng là acid nitrơ (HNO2) và acid nitrite
(HNO3), với các muối tương ứng được gọi là nitrite và nitrate. Acid nitrite là một
trong ít các axit mạnh hơn hydroni.

2

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Bảng 1.1 Trạng thái hóa trị của hợp chất nitơ trong hợp chất hóa học.

Hợp chất

Hóa trị

Cơng thức hóa học

Amoni/ ammoniac
Khí Nitơ
Dinitơ oxit
Nitơ oxit
Nitrite
Dinitơ trioxit
Nitơ dioxit

-3
0
+1
+2
+3
+3
+4

NH4+/ NH3
N2
N2O

NO
NO2N2O3
NO2

Nitrate

+5

NO3-

Dinitơ pentoxit

+5

N2O5

1.2 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ
1.2.1 Chu trình sinh địa hóa nitơ
Trong tự nhiên nitơ tồn tại ở nhiều dạng hợp chất hóa học tham gia và chuyển
hóa trong nhiều q trình, quan trọng hơn cả là chuyển hóa giữa các dạng hợp chất
vô cơ và hữu cơ chứa nitơ.

3

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Nitơ
khí
quyể
n

Nú
i
lửa

Tia
sét

ure
â
Vi khuẩn
cố định
N trong
rể cây

Vi khuẩn
cố định
trong đất

mưa

Đồng
hóa

Xác

động
thực
vật

Năng lượng
tỏa ra từ
công
nghiệp

Phân
bón
Nhiên
liệu
hóa
thạch

Khử
nitrat

Phân
hủy (vi
khuẩn,
Amon
nấm)
hóa
Họat động con
người
Họat động tự
nhiên
Hình 1.1 Chu trình sinh địa hóa nitơ

4

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Hợp chất nitơ vơ cơ đơn giản và đầu tiên hết là nitơ tự do trong khơng khí.
Nitơ vơ cơ này chuyển hóa thành nitơ hữu cơ nhờ quá trình cố định nitơ của vi sinh
vật, thực vật. Trong cơ thể sinh vật, nitơ tồn tại chủ yếu dưới dạng các hợp chất đạm
hữu cơ như protein, acid amin. Khi cơ thể sinh vật chết đi lượng nitơ hữu cơ này tồn
tại trong đất. Dưới tác dụng của nhóm vi sinh vật hoại sinh thực hiện q trình amon
hóa phân giải thành các acid amin. Các acid amin này lại được một nhóm vi sinh vật
phân giải thành ammoniac. Ammoniac tiếp tục được chuyển hóa thành các hợp chất
của nitrite, nitrate nhờ nhóm vi sinh vật nitrate hóa. Dạng nitrate được chuyển hóa
thành nitơ phân tử nhờ q trình phản nitrate hóa trả lại nitơ tự do cho khí quyển.
Như vậy, vịng tuần hồn nitơ được khép kín. Trong hầu hết các giai đoạn
chuyển hóa của vịng tuần hồn đều có sự tham gia của các vi sinh vật khác nhau.
Nếu sự hoạt động của nhóm nào đó ngừng lại, tồn bộ sự chuyển hóa của vịng tuần
hồn sẽ bị ảnh hưởng rất nghiêm trọng.
Hợp chất nitơ
(protein, urea…)
Vi sinh vật thủy phân
Tạo sinh
khối

Ammoniac

Tế bào nitơ hữu cơ

Tế bào
thực
vật

Phân hủy nội bào

NO2Khử
nitra
t

NO-3

Khí Nitơ

Chất hữu cơ Carbon
Hình 1.2 Chu trình nitơ
1.2.2 Q trình amon hóa

5

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Q trình amon hóa là q trình oxy hóa các hợp chất nitơ hữu cơ như acid amin,
protein, ure … thành nitơ vô cơ, CO2 và nước. Q trình amon hóa bao gồm 2 q
trình.
1.2.2.1 Amon hóa ure
Ure có trong thành phần nước tiểu của người và động vật, chiếm khoảng 22%
nước tiểu. Trong cơng thức cấu tạo, ure chứa tới 46,6% nitơ, vì thế nó là nguồn dinh
dưỡng đạm tốt với cây trồng.
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, ure sẽ phân hủy tạo thành muối carbonat
amoni. Sau đó, carbonat amoni được chuyển hóa thành NH 3, CO2 và H2O bằng một
phản ứng hóa học thơng thường.
CO(NH2)2 +

2H2O

(NH4) 2 CO3 (giai đọan 1)



(NH4) 2 CO3  2NH3 + CO2

+ H2O (giai đoạn 2)

Một số loài vi sinh vật tiết enzyme urease có hoạt tính phân giải cao như Bacillus
amylovorum, planosarcina ureae, Micrococcus ureae.... Đa số chúng thuộc nhóm
hiếu khí hoặc kỵ khí khơng bắt buộc, chúng ưa pH trung tính hoặc hơi kiềm. Bởi vậy
khi sử dụng ure làm phân bón người ta kết hợp với bón vơi, đồng thời xới xáo làm
thống đất.
1.2.2.2 Amon hóa protein
Protein là thành phần quan trọng của tế bào sinh vật. Khi sinh vật chết đi, protein

được tích lũy trong đất. Protein chứa 15 – 17% nitơ nhưng cây trồng không thể hấp
thụ trực tiếp protein mà phải thông qua q trình amon hóa. Q 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..
Dưới tác dụng của enzyme proteinase phân tử protein sẽ được phân giải thành các
polypeptide và oligopeptide. Các chất này hoặc tiếp tục phân hủy thành các axit amin
nhờ enzyme peptidase ngoại bào hoặc được tế bào vi khuẩn hấp thụ rồi sau đó được
phân hủy tiếp thành các acid amin trong tế bào. Một phần các axit amin được tế bào
vi khuẩn sử dụng để tổng hợp protein tạo sinh khối. Một phần các acid amin theo các

6

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

con đường phân giải khác nhau để sinh NH 3, CO2 và các sản phẩm trung gian khác.
Với các protein có chứa S, nhờ enzyme desulfurase của nhóm vi khuẩn
Hấplưu
thụhuỳnh
vào và
tế bào
các nhóm dị dưỡng hiếu khí khác, sẽ bị phân hủy tạo H 2S, scatol, indol hay
mercaptan .
Protease

Protein

peptitdase
Oligopeptide,
Acid amin
polypeptide

NH3, NH4+
Khử acid
amin

Trong điều kiện hiếu khí, các acid amin bị vơ cơ hóa tạo sản phẩm là
ammoniac, carbonic và nước. Trong điều kiện kỵ khí lại diễn ra q trình khử amin
tạo nhiều loại hợp chất hữu cơ như axit hữu cơ, rượu H 2S và các sản phẩm bốc mùi
khó chịu như indol và scatol. Khử amin có thể xảy ra theo một trong những 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

Các nhóm vi sinh vật hiếu khí có khả năng phân hủy protein:
Vi khuẩn: Bacillus mycoides, B. mesentericus, B.subtilis, Pseudomonas fluorescens
Xạ khuẩn: Streptomyces rimosus, S. griseus

Vi nấm: Aspergillus oryzae, A. flavour, A. niger, Penicilium camemberti…
Vi sinh vật yếm khí :
Vi khuẩn Clostridium sporogenes, Clostridium putrificum
Vi sinh vật hiếu khí tùy tiện :
Vi khuẩn Proteus vulgaris, Bacillus coli…
1.2.3 Q trình Nitrate hóa
Sau q trình amon hóa, NH3 được hình thành một phần được thực vật hấp thụ,
một phần kết hợp với các hợp chất trong đất tạo thành các muối amon với ion NH4+.

7

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Một phần muối amon cũng được cây trồng và vi sinh vật hấp thụ, một phần được
oxy hóa thành nitrate. Q trình nitrate hóa bao gồm 2 giai đoạn: nitrite hóa và
nitrate hóa
1.2.3.1 Giai đoạn nitrite hóa
Là q trình oxy hóa NH4+ tạo thành NO2- được tiến hành bởi các vi khuẩn
nitrate hóa thuộc nhóm tự dưỡng hóa năng, có khả năng oxy hóa NH 4+ bằng oxy
khơng khí và tạo ra năng lượng.
NH4+ + 3/2 O2  NO2- + H2O + 2H + Năng lượng
Năng lượng dùng để đồng hóa CO 2 tạo ra carbon hữu cơ. Enzyme xúc tác cho quá
trình này là các enzyme của q trình hơ hấp hiếu khí. Nhóm vi sinh vật nitrite hóa
bao gồm 4 chi khác nhau: Nitrosomonas, Nitrozocystis, Nitrozolobus, Nitrosospira
1.2.3.2 Giai đoạn nitrate hóa.

NO2- tạo thành tiếp tục được oxy hóa thành NO 3- bởi nhóm vi khuẩn nitrate.
Đây cũng là các vi khuẫn tự dưỡng hóa năng, thực hiện phản ứng oxi hóa nitrite để
cung cấp năng lượng cho q trình đồng hóa Năng lượng CO2.
NO2- + ½ O2  NO3- +
Nhóm vi khuẩn nitrate gồm 3 chi khác nhau: Nitrobacter, Nitrospira,
Nitrococcus. Ngồi nhóm vi khuẩn tự dưỡng hóa năng nói trên, trong đất cịn có một
số lồi vi sinh vật dị dưỡng cũng tiến hành q trình nitrate hóa. Đó là lồi vi khuẩn
và xạ khuẩn thuộc các chi Pseudomonas, Corynebacterium, Streptomyces...
1.2.4 Quá trình phản nitrate
Các hợp chất đạm dạng nitrate ở trong đất rất dễ bị khử thành nitơ phân tử. Quá
trình này gọi là q trình phản nitrate hóa được thực hiện trong điều kiện kỵ khí nhờ
các vi sinh vật phản nitrate hóa. Khi đó, NO 3- là chất nhận điện tử cuối cùng trong
chuổi hơ hấp kỵ khí và năng lượng tạo thành dùng để tổng hợp nên ATP cho tế bào.
Nhóm vi khuẩn thực hiện q trình phản nitrate hóa phân bố rộng rãi trong
đất. Thuộc nhóm tự dưỡng hóa năng có Thiobacillus denitrificans, hydrogenomonas
agilis ...thuộc nhóm dị dưỡng có Pseudomonas denitrificans, Micrococcus
denitrificanas, Bacillus licheniformis...

8

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Trong các mơi trường tự nhiên ngồi q trình phản nitrate sinh học nói trên
cịn có q trình phản nitrate hóa học khơng có sự tham gia của vi sinh vật thường
xảy ra ở pH < 5.5.

1.2.5 Quá trình cố định Nitơ
Quá trình cố định nitơ sinh học là một quá trình khử nitơ thành NH 3 dưới tác
dụng enzyme của enzyme nitrogenase của vi sinh vật. Đây là quá trình quan trọng
nhất để chuyển hóa nitơ vơ cơ thành nitơ hữu cơ.
Có 3 nhóm vi sinh vật có khả năng cố định nitơ: Nhóm cộng sinh với cây họ
đậu, nhóm sống tự do trong đất và nhóm tảo. Trong đó, góp phần quan trọng nhất là
nhóm Rhizobium sống cộng sinh với cây họ đậu. Cơ chế của quá trình cố định nitơ
cần enzyme nitrogenase của vi sinh vật, leghemoglobin của thực vật và năng lượng
tế bào.
Nitrogenas
e
N2 + 6e + 12ATP + 12H2O  2NH4+ + 12ATP + 12P + 4H+
Nitrogenase bao gồm 2 thành phần khác nhau, một phần gồm protein và Fe,
một phần gồm protein, Fe, Mo. Electron của chất khử sẽ đi vào thàh phần thứ nhất
của nitrogenase (phần chứa protein và Fe) sau đó được chuyển sang thành phần
thứ hai, qua đó electronic được hoạt hóa có thể phản ứng với nitơ . Nitơ cũng đi qua
hai thành phần của nitrogenase và được hoạt hóa. Hydro được hoạt hóa nhờ các
enzyme của hệ thống hydrogenase.
Năng lượng dùng trong quá trình này là ATP của tế bào. Cuối cùng NH 3 được
hình thành. NH3 được hình thành đến một mức độ nào đó sẽ kiềm hãm sự họat động
của Nitrogenase, nó chính là yếu tố điều hịa hoạt tính của enzyme.
Như vậy, có thể tóm tắt q trình chuyển hóa các hợp chất nitơ trong tự nhiên
như sau:

Vi khuẩn nitrate hóa
9

SVTH Phạm Thị Huệ

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

nitrosomo
nas
NH3

Phân hủy
Protein

nitrobact
er

NO2-

NO3-

Vi khuẩn phản nitrate hóa
NO3-

NO3-

NO

N2O

N2

N2

Quá trình
quang hợp
của cây

e

Leghemoglobin

e

ATP
Nitrogenaza

NH3

Bảng 1.2 Tóm tắt các q trình chuyển hóa nitơ trong tự nhiên
Q trình
Amon hóa

Cơ chất
Hợp chất nitơ

Sản phẩm
Nitơ vô cơ, CO2

hữu cơ

và nước

10

Vi sinh vật tham gia
Bacillus mycoides,
B.

mesentericus,

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ
B.subtilis,Clostridi

um

sporogenes,

Clostridium
putrificum ...
Nitrosomonas,
Nitrozocystis,
Nitrate hóa

NO3-

NH3

Nitrozolobus,

Nitrosospira,
Nitrobacter,
Nitrospira,...
Pseudomonas
denitrificans,
Micrococcus
denitrificanas,

Phản nitrate hóa

NO

3

N2

Bacillus
licheniformis,
Thiobacillus
denitrificans...

Cố định N

Nitơ

NH3

Rhizobium..

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH CHUYỂN HĨA NITƠ
TRONG NƯỚC THẢI
2.1 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA NITƠ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC

11

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Trong mơi trường nước, nitơ có thể tồn tại dưới dạng hợp chất vơ cơ, hữu cơ
hịa tan hay khơng hịa tan. Các hợp chất vô cơ quan trọng của nitơ là NH 3, NH4+,
NO2-, NO3-.
Nitơ dạng khí có được chủ yếu là sự khuếch tán từ ngồi khơng khí vào hay
cịn có thể được hình thành trong q trình phản nitrate hóa. Các dạng hợp chất vơ cơ
hịa tan có được là do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, nitơ lắng đọng dưới
dạng hợp chất Albumine dưới tác dụng của vi sinh vật, đạm albumine sẽ biến thành
dạng đạm ammoniac (NH3) và ammoniac sẽ hịa tan vào nước hình thành NH 4+. Sau
đó, NH3 và ion NH4+ sẽ biến thành dạng đạm nitrite(NO 2-) 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 hấp thu NH4+ và NO3- là tốt nhất, mỗi loài thực vật ưa một dạng đạm khác
nhau. 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 q
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 q trình
yếm khí là cố định nitơ và phản nitrate do tảo lam và vi khuẩn thực hiện, trong đó,

q 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 hịa tan.

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

12

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

NO2

NO3

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

N2O

N2
Vi khuẩn
+

Sinh trưởng

Thực vật phù du

Sinh trưởng

NO2

Nitrate hóa

Động vật phù du
Bài tiết

Cá

N2O
NH4
Detritus
yếm khí

Bùn đáy
Hình 2.1 Chu trình nitơ trong nước
Q 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 hồn tồn thành các hợp chất vô cơ,
giúp làm sạch môi trường nước. Trong điều kiện kỵ khí, các acid amin khơng được
vơ cơ hóa hồn tồn, bên cạnh NH3 và CO2 cịn tích lũy nhiều loại hợp chất hữu cơ
khác như axit hữu cơ, rượu H2S và các sản phẩm bốc mùi khó chịu cho thủy vực.
Q trình amon hóa protein giữ vai trị quan trọng trong việc khép kín vịng
tuần hồn Nitơ nhờ quá trình này mà Nitơ chuyển từ dạng hấp thụ sang muối amon
dễ dàng được thực vật sử dụng. Nhờ q trình này mà NH3 ln ln được phục hồi,
cung cấp cho thực vật thủy sinh. Có nhiều loại vi khuẩn và nấm mốc tham gia vào
quá trình này, chủ yếu là các loài Bacillus như: B. mesentericus, B.mycoide, B.
sustilis,…Số lượng của chúng trong thủy vực khác nhau thì rất khác nhau, thường

13

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

trong các thủy vật nước ngọt số lượng của chúng nhiều thủy vực nước măn và nước
lợ.
Các vi khuẩn tham gia quá trình nitrate hóa trong mơi trường nước đi cùng q
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. Số lượng của chúng trong
thủy vực dao động theo mùa. Q trình nitrate hóa chỉ xảy ra khi có mặt của oxy (kể
cả nồng độ thấp), nghĩa là trong mơi trường thóang khí, cịn trong mơi trường yếm
khí với sự có mặt của các hydrat carbon sẽ xảy ra quá trình ngược lại với quá trình
nitrate hóa đó là q trình phản nitrate hóa. Q trình này khử nitrate qua nitrite
thành NO, N2O), NH2OH, NH3 và N2.
Vi khuẩn tham gia vào quá trình phản nitrate hóa bao gồm bao gồm các loại kỵ
khí khơng bắt buộc như: Pseudomonas, Bacillus...Trong điều kiện hiếu khí, chúng
oxy hóa các chất hữu cơ bằng oxy của khơng khí, cịn 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. Q trình này khơng có lợi ví nó làm mất Nitơ trong thủy vật
và tạo thành các chất độc đối với thủy sinh vật như NH 3, NO2-. Trong đa số sinh
cảnh, vi sinh vật có thể khử nitrate thành nitrite, chứ khơng có thể khử tiếp thành các

dạng hợp chất khác. Do đó, ở đâu có q trình phản nitrate hóa xảy ra mạnh thì ở đó
có nhiều nitrite.
Trong mơi trường thống khí, q trình cố định nitơ phân tử được thực hiện
bởi các loài vi khuẩn Azotobacter như A. Agile và A.chroococcum. Ở sơng, hồ thì hầu
như gặp chúng ở mọi nơi. Tại phần lắng đọng yếm khí, q trình cố định nitơ phân tử
được thực hiện bởi các loài Clostridium như Clostridium pateurianum. Gần đây,
người ta đã xác định ngoài các loài Azotobacter và Clostridium thì cịn có các lồi 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, ở chúng thì sự gắn kết Nitơ có hiệu quả thấp hơn do
số lượng của những vi khuẩn này là q ít để đồng hóa một lượng nitơ đánh kể,
chúng chỉ có vai trị ở những phần lắng đọng yếm khí, cịn trong mơi trường thống

14

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

khí, q trình cố định nitơ phân tử được thực hiện chủ yếu bởi các lồi tảo xanh
thuộc giống Nostoc, Phormidium, Calothrix,... bởi vì các giống tảo này thường rất
nhiều trong các thủy vực.
2.2 ĐẶC ĐIỂM CÁC LOẠI NƯỚC THẢI CHỨA NITƠ
2.2.1 Nước thải sinh hoạt
Nguồn nước thải sinh họat gồm: nước vệ sinh tắm, giặt, nước rửa rau, thịt cá,
nước từ nhà hàng, khách sạn….chiếm 52% chất hữu cơ, 48% các chất vô cơ. Chúng
được thu gom vào các kênh dẫn thải. Hợp chất nitơ trong nước thải là các hợp chất
ammoniac, protein, peptid, acid amin cũng các thành phần khác trong chất thải rắn

và lỏng. Ngồi ra nước thải sinh hoạt có chứa một lượng các thành phần dinh dưỡng
khác rất cao. Nhiều trường hợp, lượng chất dinh dưỡng này quá cao vượt quá nhu
cầu phát triển của vi sinh vật trong q trình xử lý sinh học. Trong các cơng trình xử
lý nước thải theo phương pháp sinh học, lượng dinh dưỡng cần thiết trung bình tính
theo tỷ lệ BOD5 : N: P là 100: 5: 1.
Bảng 2.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt.

Chỉ tiêu ô nhiễm
Chất rắn lơ lủng
Amoni (N – NH4)
BOD5 của nước đã lắng
Nitô tổng
Tổng photpho
COD
Dầu mỡ

Hệ số tải lượng

Tải lượng ô nhiễm

(g/người.ngày)
70 - 145
2,4 – 4,8
45 - 54
6 - 12
0,8 – 4,0
72 – 102
10 - 30

(kg/ngày)

89 – 184,5
3,1 – 6,2
57,2 – 68,7
7,6 – 15,2
1,02 – 5,1
91,6 – 127,7
12,7 – 38,1

Nguồn: Rapid Environmental Assessment WHO
Nước thải sinh hoạt chứa hàm lương các chất cặn bã, các chất rắn lơ lửng
(SS), các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, các chất dinh dưỡng (N,P). Nồng độ
các chất ô nhiễm trong nước thải sinh họat như sau:
Bảng 2.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
Chỉ tiêu ô nhiễm

Nồng độ ô nhiễm (mg/m3)

Chất rắn lơ lửng
Amoni (N – NH4)
BOD5

730 – 1510
25 – 1510
469 – 563

15

SVTH Phạm Thị Huệ

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Nitơ tổng
Tổng photpho
COD
Dầu mỡ
Nguồn: Hoàng Huệ – Xử lý nước thải

63 – 125
8 – 42
570 - 1063
104 - 313

2.2.2 Nước thải cơng nghiệp
Ơ nhiễm do hợp chất nitơ từ sản xuất công nghiệp liên quan chủ yếu tớ chế
biến thực phẩm, sản xuất phân bón hay trong một số ngành đặc biệt như chế biến mủ
cao su, chế biến tơ tằm, thuộc gia… Chế biến thực phẩm thải ra một lượng đáng kể
hợp chất chứa nitơ, liên quan đến thực phẩm chứa nhiều đạm: chế biến thủy hải sản,
giết mổ và sản xuất thức ăn từ các lọai thịt, sữa, đậu…Hợp chất chứa nitơ được thải
ra lượng lớn từ các thành phần như máu, mỡ, phân cùng các mẫu thịt hòa tan vào
nước với tốc độ phụ thuộc vào mức độ phân tán (kích thước), nhiệt độ trong môi
trường và lọai sản phẩm chế biến.
Nồng độ hợp chất chứa nitơ trong nước thải công nghiệp cũng biến đổi rất
mạnh, không chỉ theo mùa vụ mà còn cả trong từng ngày, nhất là đối với các cơ sở
chế biến thực phẩm xuất đồng thời nhiều lọai sản phẩm.

Bảng 2.3 Nồng độ nitơ tổng trong nước thải công nghiệp
Nguồn

Nồng độ Nitơ tổng (mg/l )
115
6

Giết mổ
Chế biến thịt
Chế biến thủy sản
Cá da trơn

33 (28 – 50)

Cua

94 (58 – 138)

Tôm

215 (164 – 266)

Cá
Chế biến rau, quả, đồ uống
Bột, sản phẩm khoai tây
Rượu vang

30
4
21 ( 5 – 40)
40 (10 – 50)

16

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Hóa chất, phân bón
NH3 – N

1270

NO3 – N
550
Nguồn: H. R. Jones. Pollution control in the dairy industry. London
2.2.3 Nước thải nông nghiệp, chăn nuôi
Canh tác nơng nghiệp về ngun tắc phải bón phân đạm cho cây. Trong rất
nhiều trường hợp người ta còn sử dụng nguồn nước thải để tưới nhằm tận dụng
lượng hợp chất chứa nitơ trong đó để làm phân bón cho cây trồng. Tuy nhiên, lượng
phân bón cây trồng khơng hấp thụ hoàn toàn mà một phần sẽ bị phân hủy, rửa trôi
vào môi trường nước. Trong môi trường nước urê rất dễ dàng bị thủy phân tạo thành
ammoniac và khí carbonic.
CO(NH2)2 +

H2O  CO2

+ 2NH3

Nguồn nước thải phát sinh trong chăn ni có lưu lượng nhỏ hơn so với nước
thải sinh họat, 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, bùn đất, thức ăn thừa,
các hợp chất chứa nitơ được thoát ra ngoài từ các chất thải rắn khi gặp nước. Nước
thải chuồng trại của các lịai ni khác nhau có độ ô nhiễm khác nhau vì các thành
phần dinh dưỡng trong phân khác nhau.
Bảng 2.4. Thành phần nitơ trong phân một số lồi động vật.
Phân lồi ni
Độ ẩm%
Bị thịt
85
Bị sữa
85
Gia cầm
72
Lợn
82
Dê, Cừu
77
Nguồn: Treatment management. Kluver Academic Press

N%
0,5
0,7
1,2
0,5
1,4

2.3 QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH CỦA NGUỒN NƯỚC
Giới thuỷ sinh có trong nước là vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, nguyên sinh

động vật, các động vật, thực vật phù du, tiêu biểu là tảo, các động thực vật bậc cao,
như tôm, cá v.v… Tuỳ mức độ nhiễm bẩn hay nồng độ các chất hữu cơ dinh dưỡng
trong nước, mức độ oxi hòa tan, nồng độ các chất có độc tính…sẽ ảnh hưởng đến đời
sống của giới này có trong nước. Nói chung, nếu nước bị nhiễm bẩn quá nặng, trước

17

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

hết sẽ khơng cịn oxi hoà tan làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái nước, tới đời sống của
giới thuỷ sinh, dần theo thời gian nước sẽ được tự làm sạch, hệ sinh thái nước sẽ
được cân bằng trở lại. Đó là q trình tự làm sạch của nước.
Có 3 q trình tự làm sạch trong nước: tự làm sạch vật lý, tự làm sạch hóa học, tự
làm sạch sinh học. Q trình tự làm sạch sinh học xảy ra thường xuyên và mạnh mẽ
nhất, quá trình này quyết định mức độ tự làm sạch tồn diện của nước. Q trình tự
làm sạch sinh học xảy ra do động vật, thực vật và vi sinh vật, trong đó vi sinh vật
đóng vai trị quan trọng nhất. Như vậy, quá trình tự làm sạch nước thải gồm ba giai
đoạn .
 Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào vi sinh vật.
 Khuếch tán và hấp thu các chất ô nhiễm nước qua màng bán thấm vào trong tế
bào vi sinh vật
 Chuyển hóa các chất này trong nội bào để sinh ra năng lượng và tổng hợp các
vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật.
Các giai đoạn này có mối liên quan rất chặt chẽ và cần vai trò rất quan trọng của giới
thủy sinh.

- Vi khuẩn đóng vai trị chủ yếu trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ. Chúng
có khả năng phân huỷ chất hữu cơ bất kỳ nào có trong tự nhiên, các chất đường bột,
protein, chất béo sẽ sớm được phân huỷ, xenlulozo, hemixenlulozo bị phân huỷ
muộn hơn, cao su, chất dẻo, chất hoá học tổng hợp bị phân huỷ chậm và rất chậm (có
khi đến vài chục hoặc hàng trăm năm). Các chất hữu cơ hidratcacbon, protein, chất
béo cùng với nguồn nito, phospho…là thức ăn dinh dưỡng của vi khuẩn. Bản thân tế
bào vi khuẩn, kể cả vi khuẩn gây bệnh là nguồn thức ăn cho nguyên sinh động vật.
Trong quá trình sống của vi khuẩn, CO 2 được sinh ra là nguồn cacbon dinh dưỡng
cho tảo và các loài thực vật nổi khác.
- Tảo và các loài thực vật nổi khác sử dụng các chất khống, trong đó có CO 2
cùng NH4 do vi khuẩn tạo thành, để phát triển tăng sinh khối và thải ra oxi. Oxi phân
tử này làm giàu oxi hoà tan trong nước tạo thuận lợi cho vi khuẩn hiếu khí phát triển
và được sử dụng vào các phản ứng oxi hố khử trong q trình phân huỷ hiếu khí các
chất hữu cơ. Thực vật phù du, trong đó có tảo là thức ăn cho động vật nguyên sinh và
tôm cá nhỏ.

18

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

- Các thực vật bậc cao hơn như rong, rêu, cỏ lác, rau ngổ, các loại bèo v.v…cũng
tham gia vào chu trình này, khử các sản phẩm phân huỷ từ các chất hữu cơ do vi
khuẩn, sử dụng CO2 cùng với nguồn amon, phosphat để tăng sinh khối và thải oxi.
- Động vật phù du ăn thực vật phù du và vi khuẩn, đồng thời cũng tham gia phân
huỷ các chất hữu cơ. Chúng có thể tách các chất lơ lửng ra khỏi nước và làm cho

nước trong. Chúng làm giảm lượng oxi hoà tan trong nước.
- Cá ăn các loại động vật, thực vật phù du. Cá lớn lại ăn cá bé. Người ăn cá và
chất thải của người có thể lại làm bẩn nước.
Quá trình tự làm sạch của nước là quá trình có giới hạn, khi số lượng vi sinh vật
tăng dần lên trong nước thải thì khả năng tự làm sạch sinh học sẽ diễn ra mạnh mẽ,
nước dần sẽ trở lại trạng thái bình thường. Tuy nhiên, khi nguồn nước bị ô nhiễm
nghiêm trọng và liên tục được thải vào các lưu vực tự nhiên thì sẽ làm thay đổi toàn
bộ hệ sinh thái trong nước, hàm lượng chất hữu cơ cao trong nước thải sẽ làm giảm
lượng oxy hòa tan, ức chế sự phát triển của vi sinh vật và các sinh vật khác trong môi
trường nước. Vi sinh vật không thể xử lý chất ô nhiễm kịp dẫn đến mất khả năng tự
làm sạch. Nước dần bị ơ nhiễm nặng. Vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý nước thải ô
nhiễm, trước khi đưa chúng vào nguồn nước
2.4 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA VẬT CHẤT CỦA VI SINH VẬT TRONG
NƯỚC THẢI
Khi nước thải mới ra khỏi nhà máy, hàm lượng vi sinh vật thường không
nhiều. Sau một thời gian, những nhóm vi sinh vật thích nghi được với đặc trưng của
nước thải sẽ phát triển mạnh, số lượng và số lồi dần phong phú hơn.
Q trình trao đổi chất ở vi sinh vật trong nước thải gồm hai q trình cơ bản
là q trình đồng hóa và q trình dị hóa. Q trình đồng hóa xảy ra bên trong tế bào
vi sinh vật, là quá trình cần năng lượng để tổng hợp những sản phẩm cấu thành sinh
khối tế bào. Năng lượng cho q trình đồng hóa được lấy từ các phân tử cao năng
như ATP, ADP ... , từ q trình dị hóa hoặc từ các chất dự trữ khác trong tế bào. Q
trình dị hóa có thể xảy ra bên trong và bên ngồi tế bào vi sinh vật, là quá trình phân
hủy các chất nhằm cung cấp năng lượng, nguyên vật liệu cho quá trình đồng hóa.
Mặt khác, tế bào vi sinh vật thường khơng chứa nhiều hợp chất hóa học giàu
năng lượng. Do đó, vi sinh vật cần phải nhận thêm các nguồn năng lượng từ bên

19

SVTH Phạm Thị Huệ

Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

ngồi như năng lượng của ánh sáng mặt trời ở nhóm vi sinh vật tự dưỡng quang
năng, năng lượng sinh ra từ quá trình oxy hóa các chất ở nhóm vi sinh vật tự dưỡng
hóa năng. Đối với các nhóm vi sinh vật dị dưỡng carbon, chúng sử dụng năng lượng
từ quá trình chuyển hóa các hợp chất carbon hữu cơ trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ
khí.
Trong q trình chuyển hóa vật chất, vi sinh vật luôn luôn ưu tiên sử dụng các
vật chất dễ chuyển hóa trước, sau đó mới sử dụng đến các vật chất khó chuyển hóa
hơn. Do đó, đường cong sinh trưởng của vi sinh vật trong nước thải là đường cong
sinh trưởng kép.

Hình 2.2 Đường cong sinh trưởng kép của vi sinh vật trong nước thải
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng (2003), Công nghệ xử lý nước thải
Ghi chú :
1 : Giai đoạn thích nghi ban đầu
1’: Giai đoạn thích nghi với saccharose
1’’ Giai đoạn thích nghi với tinh bột
2 : Giai đoạn tăng trưởng ban đầu
2’: Giai đoạn tăng trưởng khi sử dụng saccharose
2’’ Giai đoạn tăng trưởng khi sử dụng tinh bột
3 : Giai đoạn cân bằng
4 : Giai đoạn suy vong.
A : Đường cong sinh trưởng kép

20

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

B : Đường cong sinh trưởng đơn.

Hình 2.3 Q trình chuyển hóa vật chất của vi sinh vật
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng (2003), Công nghệ xử lý nước thải
2.5 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA NITƠ TRONG NƯỚC THẢI
Trong nước thải, nitơ thường tồn tại ở ba dạng: nitơ hữu cơ, ammoniac và
dạng oxy hóa (nitrite, nitrate). Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất nitơ hữu cơ,
amoniac hoặc NH4OH, thì chứng tỏ nước bị ơ nhiễm. NH 3 trong nước sẽ gây ngộ độc
với các và sinh vật trong nước. Nếu trong nước có hợp chất nitơ chủ yếu là nitrite
(NO2-) là nước bị ô nhiễm một thời gian dài hơn. Nếu nước chứa chủ yếu là hợp chất
nitơ ở dạng nitrate (NO3-) chứng tỏ quá trình phân hủy kết thúc. Tuy vậy, các nitrate
chỉ bền ở điều kiện hiếu khí, khi ở điều kiện thiếu khí hoặc kỵ khí các nitrate dễ bị
khử thành N2O, NO và nitơ phân tử tách khỏi nước bay vào khơng khí. Nếu nitrate ở
trong nước cao có thể gây ngộ độc cho người.
Amoniac (NH3) ở trong nước thải tồn tại dạng NH 3 và NH4+

( NH4OH,

NH4NO3, (NH4)3SO4…) tùy thuộc vào pH của nước vì NH 3 là một bazơ yếu. NH3 và
NH4+ có vai trị thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng hóa. Tính độc của NH 3 cao hơn ion
amon NH4+. Ở nồng độ 0.01 mg/l, NH3 đã gây ngộ độc cho cá. Trong nước mặt tự

21

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

nhiên vùng khơng ơ nhiễm có hàm lượng amon (<0.05ppm), nước thải cơng nghiệp
có hàm lượng amon 10 ÷ 100mg/l.
NH3 trong nước thải là sản phẩm của q trình amon hóa nhờ các vi sinh vật.
Chúng phân hủy các hợp chất N hữu cơ, giúp làm giảm ô nhiễm chất hữu cơ trong
nước, đồng thời sản phẩm NH3 là nguồn cung cấp nitơ cho một số lồi khác khơng
có khả năng tham gia q trình amon hóa. Số lượng các vi sinh vật này trong nước
thải rất khác nhau, tùy thuộc vào nguồn gốc và thành phần loại nước thải.
NH3 và ion NH4+ sẽ được chuyển thành dạng đạm nitrite (NO 2-) và nitrate
(NO3-) nhờ hoạt động của vi khuẩn nitrite và nitrate hóa. Các chất này là nguồn cung
cấp đạm cho nguồn nước. Vi khuẩn tham gia q trình này gồm các lồi:
Nitrosomonas europara, Nitrobacter, Nitrosococcus sp. , Nitrospina gracilic và
Nitrosococcus mobilis. Vi khuẩn nitrate hóa phân bố rất ít trong mơi trường nước
sạch, nghèo dinh dưỡng, trong các môi trường nước giàu dinh dưỡng số lượng của
chúng có nhiều hơn, nhưng cao nhất cũng chỉ khoảng 10 tế bào/ml nước. Quá trình
nitrate hóa chỉ xảy ra khi có mặt của oxy, nghĩa là trong mơi trường thóang khí, cịn
trong mơi trường yếm khí với sự có mặt của các hydrat carbon sẽ xảy ra q trình
ngược lại với q trình nitrate hóa đó là q trình phản nitrate hóa. Q trình này khử
nitrate qua nitrite thành NO, N2O, NH2OH, NH3 và N2.
Trong nước tự nhiên nồng độ nitrate thường nhỏ hơn 5mg/l. Vùng bị ơ nhiễm
do chất thải hoặc phân bón hàm lượng nitrate trên 10mg/l làm cho rong tảo dễ phát
triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt và nước ni trồng thủy sản. Đối

với thủy vực, q trình phản nitrate thường khơng có lợi ví nó làm mất nitơ và tạo
thành các chất độc đối với thủy sinh vật như NH3, NO2-. Tuy nhiên, trong xử lý nước
thải, đây lại là một quá trình quan trọng giúp loại bỏ bớt hàm lượng nitơ trong nước
thải.

22

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

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

NO3

N2O

N2
Vi khuẩn
+

Sinh trưởng

Thực vật phù du

Sinh trưởng

NO2

Nitrate hóa

Động vật phù du
Bài tiết

Cá

N2O
NH4
Detritus
yếm khí

Bùn đáy
Hình 2.4 Chu trình Nitơ trong nước thải
2.6 HỆ VI SINH VẬT TRONG NƯỚC THẢI
2.6.1 Vi khuẩn
Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật có mặt trong hầu hết các loại nước thải. Đối với
nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải từ các nhà máy chế biến thịt,
thủy sản, tinh bột ... thành phần và số lượng các loài vi khuẩn là phong phú và đa
đạng nhất. Vi khuẩn tham gia nhiều q trình chuyển hóa, từ các hợp chất hữu cơ đến
vô cơ, từ các chất dễ phân hủy đến các chất độc hại. Các quá trình này nhờ hệ
enzyme phong phú và chuyên biệt của mỗi nhóm, mỗi lồi vi khuẩn. So với động vật
và thực vật thì vi khuẩn có tính thích nghi cao hơn, nhiều lồi có khả năng tự điều
chỉnh q trình trao đổi chất trong những điều kiện sống khơng thuận lợi. Bên cạnh

23

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

đó, vi khuẩn có tốc độ trao đổi chất nhanh. Trong một ngày đêm chúng có thể chuyển
hóa một khối lượng vật chất gấp hàng ngàn lần khối lượng của chúng. Chính vì thế,
vi khuẩn là nhóm vi sinh vật có nhiều tiềm năng nhất trong công nghệ xử lý nước
thải.
2.6.2 Nấm men
Nấm men chủ yếu có trong các lại nước thải chứa đường như nước thải nhà
máy rượu, bia, nhà máy đường … Nấm men có thể phát triển trong mơi trường chỉ
chứa 1% hàm lượng đường nhưng khả năng chuyển hóa các hợp chất như protein,
tinh bột rất kém, thậm chí có rất nhiều lồi khơng có khả năng chuyển hóa các hợp
chất như protein, hydratcarbon có trong nước thải.
Đặc điểm quan trọng là khi nấm men phát triển trong môi trường nước thải có
chứa đường bao giờ cũng có mặt các vi khuẩn tạo acid như acid lactic và acid acetic.
Mặt khác nấm men thường tạo ra những sản phẩm độc hại với các vi sinh vật khác,
khi tế bào nấm men chết đi sẽ làm trầm trọng thêm quá trình ô nhiễm, nước thải sẽ có
mùi hôi thối khó chịu.
2.6.3 Tảo đơn bào
Tảo đơn bào cũng là vi sinh vật phổ biến trong nước ô nhiễm và nước thải.
Tảo thuộc nhóm từ dưỡng quang năng, ưa mơi trường nước có tính kiềm yếu, phát
triển mạnh trong mơi trường có CO 2 hịa tan. Trong q trình phát triển, tảo cung cấp
oxi cho môi trường, các chất kháng sinh tiêu diệt mầm bệnh, cạnh tranh nguồn thức
ăn của vi sinh vật gây bệnh và là mắt xích rất quan trọng trong chuỗi và lưới thức ăn
cho nhiều loài khác. Cùng với vi khuẩn và nấm men, tảo cũng được sử dụng như một

tác nhân xử lý môi trường.
2.6.4 Những vi sinh vật khác
Virus: là loài vi sinh vật nhỏ bé nhất trong giới vi sinh vật và hầu như bị tiêu
diệt trong môi trường nước ô nhiễm hoặc nước thải. Virus chỉ tồn tại khi xâm nhập
được vào tế bào sống như tế bào vi khuẩn. Khi đó, trong chu trình phát triển, chúng
sẽ phá hủy tế bào vi khuẩn để nhân lên và phát tán ra môi trường xung quanh. Nếu
quá trình làm tan tế bào này xảy ra trên những vi khuẩn có lợi thì q trình tự làm
sạch nước ô nhiễm và nước thải sẽ chậm lại.

24

SVTH Phạm Thị Huệ


Khóa Luận Tốt Nghiệp

GVHD Nguyễn Hồng Mỹ

Ngun sinh động vật: thường phát triển ở vùng đáy nguồn nước, trong đó
thấy nhiều nhất là amip, trùng đế giày, thủy tức và trùng roi. Các loài nguyên sinh
động vật thường chịu được các loại độc tố rất cao. Do đó việc loại bỏ chúng cũng
gặp rất nhiều khó khăn.

Hình 2.5 Hệ vi sinh vật trong nước thải

25

SVTH Phạm Thị Huệ