Tài liệu QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁ pptx

QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁ

Nguồn: ctu.edu.vn

Trong nước thải có chứa 2 loại chất dinh dưỡng cần sự quan tâm hàng đầu
đó là nitrogen và phosphorus. Các sinh vật đều cần hai dưỡng chất này để phát
triển. Tuy nhiên nếu chúng hiện diện ở số lượng lớn sẽ làm mất cân bằng dinh
dưỡng trong thủy vực đưa đến một số loài sẽ phát triển nhanh trong khi một số
loài có thể giảm số lượng cá thể hoặc tiêu diệt hoàn toàn. Các nguồn chính của 2
loại dưỡng chất này là bột giặt (nước thải sinh hoạt), phân bón, và nước thải các
nhà máy chế biến thực phẩm.
Trong các thủy vực nitrogen có thể trải qua quá trình nitrát hóa và khử
nitrát như sau:
Quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinh hóa nitơ của các muối amon
đầu tiên thành nitrit và sau đó thành nitrat trong điều kiện thích ứng (có oxy và
nhiệt độ trên 4
oC
).
Vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hóa gồm có 2 nhóm:
• Vi khuẩn nitrit: oxy hóa amoniac thành nitrit hoàn thành giai
đoạn thứ nhất;
• Vi khuẩn nitrat: oxy hóa nitrit thành nitrat, hoàn thành giai
đoạn thứ hai.
Các phản ứng được biễu diễn qua các phương trình sau:

2NH
3

Nitrosomonas

2HNO
2
+ 2H
2
O
(1.7)
+ 3O
2
à

2HNO
2

+ O
2
Nitrobacter

à

2HNO
3
(1.8)
hoặc:
(NH
4
)
2
CO
3

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

2HNO
2
+ O
2
= 2 HNO
3
(1.10)

Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn hai.
Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh rằng lượng oxy tiêu hao để oxy hóa
1mg nitơ của muối amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O
2
, còn ở giai đoạn tạo
nitrat là 4,5 mg O
2
. Sự có mặt của nitrat trong nước thải phản ánh mức độ khoáng
hóa hoàn thành các chất bẩn hữu cơ.
Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật xử lý nước

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