Tiểu luận môn học đề tài vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat hóa và khử nitrat

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG  TIỂU LUẬN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: VI SINH VẬT THAM GIA VÀO Q TRÌNH NITRAT HĨA VÀ KHỬ NITRAT GVHD: Nguyễn Lan Hương Lớp: 12DHQLMT1 Nhóm: SVTH: Nguyễn Thị Kim Ngân Hà Thị Huỳnh Như (NT) Nguyễn Thanh Tâm Hoàng Quốc Việt 2031210071 2031210070 2031210095 2009210066 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2022 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương BẢNG PHÂN CÔNG HỌ TÊN SINH VIÊN MSSV NHIỆM VỤ Nguyễn Thanh Tâm 2031210095 Lời mở đầu, kết luận làm ppt Hà Thị Huỳnh Như 2031210070 Chương 1: Tổng quan tổng word Hoàng Quốc Việt 2009210066 Chương mục 2.1: Q trình nitrat hóa Nguyễn Thị Kim Ngân 2031210071 Chương mục 2.2: Quá trình khử nitrat, làm ppt Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước: 1.2 Nito tồn nước thải: 1.3 Tác hại nito: 1.4 Một số phương pháp xử lý nito: 1.4.1 Phương pháp hóa lý hóa học: 1.4.2 Xử lý nito phương pháp sinh học: CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH KHỬ NITO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 2.1 2.2 Quá trình nitrat hóa: 2.1.1 Vi khuẩn tham gia: 2.1.2 Cơ chế q trình nitrat hóa: 11 2.1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến trình: 12 Quá trình khử nitrat: 13 2.2.1 Vi khuẩn tham gia vào khử nitrat: 13 2.2.2 Cơ chế trình khử nitrat: 14 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình khử nitrat: 16 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Phú dưỡng hóa N,P dư (Nguồn: internet) Hình Chuyển hóa nito phương pháp sinh học (Nguồn: internet) Hình Vi khuẩn Nitrosomonas (Nguồn: internet) Hình 2 Vi khuẩn Nitrobacter 10 Hình Vi khuẩn Pseudomonas (Nguồn: internet) 14 Hình Sơ đồ mơ tả q trình khử nitrat (Nguồn: internet) 15 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương LỜI MỞ ĐẦU “Phần cịn lại giới tiếp tục sống mà khơng có chúng ta, khơng thể tồn thiếu chúng” – Sylvia A.Earle Đúng vậy, thiên nhiên trái đất tiếp tục sống, sinh trưởng phát triển theo quy luật tự nhiên mà khơng cần đến người Nhưng người sống thiếu chúng Đặc biệt nguồn nước Nước sử dụng thường xuyên với lượng lớn cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất,… Nhưng nay, với cơng nghiệp hóa đại hóa tác động lớn đến mơi trường nói chung với mơi trường nước nói riêng Nước thải từ sinh hoạt, từ nhà mày chứa nhiều chất phức tạp khó xác định, nhiều chất vô hữu kim loại nặng Vấn đề ô nhiễm nước thách thức lớn đến tồn vong phát triển xã hội Sự phát triển nhanh kinh tế địi hỏi phải đảm bảo mơi trường Vì xây dựng cơng trình xử lý nước thải phải đạt tiêu chuẩn chất lượng nước đầu Nồng độ chất ô nhiễm nước phải thấp giá trị cho phép theo qui định Bộ tài nguyên môi trường Một tiêu cần đạt hàm lượng nito nước Ngày có nhiều phương pháp để xử lý hàm lượng nito Chẳng hạn, phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hóa, phương pháp tripping,… Tuy nhiên, phương pháp tốn chi phí cao, sử dụng nhiều lượng, hóa chất, khó vận hành, chưa xử lý nito cách triệt để Vì thế, thường sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nito thân thiện với mơi trường, chi phí thấp, dễ vận hành, mức độ xử lý ô nhiễm cao, loại bỏ hợp chất hữu cơ, nito,… Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước: Việc công nghiệp hóa đại hóa tăng nhanh, gia tăng dân số gây nhiều hệ lụy cho môi trường nước Theo thống kê Ban Chỉ đạo Trung ương Phòng chống thiên tai Việt Nam Nước ta tiêu thụ 10.000 hóa chất bảo vệ thực vật; 2.3 rác thải sinh hoạt, triệu chất thải rắn cơng nghiệp, 630 nghìn chất thải nguy hại,… 283 khu công nghiệp nước thải vào mơi trường 55 nghìn m3 nước thải ngày Điều đáng ngại 615 cụm công nghiệp có 5% hệ thống xử lý nước thải, 500 sở có cơng nghệ sản xuất lạc hậu Chưa kể khoảng 5.000 doanh nghiệp; 4.500 làng nghề; 13.500 sở y tế phát sinh 47 rác thải nguy hại 125.000 m3 nước thải y tế Ở Hà Nội, lượng nước thải từ 300.000 – 400.000 m3/ngày, hệ thống xử lý nước thải bệnh viện có 5/31, nước thải sinh hoạt chưa thu gom khoảng 1.200 m3/ngày Ở Tp.HCM lượng rác thải thải khoảng 4000 tấn/ngày, sở y tế có hệ thống xử lý nước thải có 24/142 Gần 76% người nông thôn thải rác thải, nước thải trực tiếp sông hồ Nước thải, rác thải chứa kim loại nặng, anion, chất dioxin,…và có chứa lượng nito, photpho nguy hại đáng lo ngại 1.2 Nito tồn nước thải: Nito tồn nước thải dạng: dạng hợp chất hữu cơ; amoni; nitrit nitrat Hàm lượng amoni (NH3) lượng nito amon (NH4+) nước thải Nước thải sinh hoạt nito dạng vô (65%) dạng hữu (35%) Nitrit (NO2-) sản phẩm q trình oxi hóa amoni nito amoni điều kiện hiếu khí nhờ vi khuẩn Nitrosomonas Sau nitrit oxy hóa thành nitrat nhờ vi khuẩn Nitrobater Nitrat (NO3-) hợp chất vô nito có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt nước thải cơng nghiệp có chứa lượng lớn nito Chúng bị nitrat hóa tạo thành nitrat Nitrat hóa q trình khống hóa chất hữu chưa nito giai đoạn cuối Quá trình Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương tạo tích lũy hợp chất nito q trình oxy hóa sinh hóa chất hữu tiếp theo.i Tác hại nito: 1.3  Đối với sức khỏe người động vật: Khi nito nước không xử lý tốt, vào thức ăn hay nước gây bệnh nguy hiểm Nitrat gây chứng thiếu Vitamin kết hợp với amin tạo thành nitrosamin nguồn gốc gây bệnh ung thư Khi nito vào thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột Nitrit oxi hóa Fe (II) làm giảm oxi máu Nito có nước thải gây hại cho động vật thủy sinh, làm giảm lượng oxi hịa tan có nước Khi lượng nito dư thừa nhiều với lượng photpho cao gây tượng phú dưỡng hóa gây thiếu oxi nước gây ngạt cho hệ sinh vật  Đối với môi trường: Làm giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường thủy vực, phá vỡ chuỗi thức ăn sinh vật Sản sinh nhiều chất độc nước CH4, H2S,… Khi nước thải có nhiều N, P gây tượng phú dưỡng hóa Và sinh vật tảo chết lắng xuống đáy hồ, đáy hồ cạn biến thành đầm lầy Bên cạnh đó, lồi chết gây NH3 có mùi nước có màu đen Nước cấp amoni gây cản trở chất lượng nước xử lý, gây bệnh cho người sinh vật Hình 1 Phú dưỡng hóa N,P dư (Nguồn: internet) Nhóm  Đề tài: Vi khuẩn tham gia trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương Tác hại trình xử lý nước: Làm giảm hiệu xử lý nước cơng trình Nó kết hợp với độc chất khác trình xử lý nước tạo phức hữu gây độc cho người  Việc xử lý nước nito vấn đề đáng quan tâm nhà nghiên cứu tìm số phương pháp hóa lý, hóa học sinh học 1.4 Một số phương pháp xử lý nito: 1.4.1 Phương pháp hóa lý hóa học:  Phương pháp trao đổi ion: Loại bỏ Amoni nước trao đổi cation pha lỏng pha rắn Thường sử dụng hạt nhựa Kationit Ưu điểm: hiệu suất 80-90% Sử dụng phương pháp trao đổi ion với anion có gốc Cl-, OH- hay SO42- hiệu suất cao để loại bỏ nitrat khỏi nước ngầm Nhược điểm: trình sử dụng, vận hành phức tạp, khó khăn,…  Phương pháp điện hóa: Pha nước thải với 20% nước biển, sau đưa vào bể điện phân với anot than catot Inox Dưới tác động dòng điện tạo thành Mg(OH)2, sau chất phản ứng amoni photpho tạo thành MgNH4PO4 Qúa trình điện phân hình thành Cl2 oxi hóa amoni, chất hữu diệt khuẩn nước thải  Phương pháp stripping: Là phương pháp chuyển hóa toàn amoni nước từ dạng NH4+ thành amoniac NH3 Sau dùng lượng khí lớn loại bỏ NH3 khỏi nước thải pH để thực nên trì mức 11 – 11.5, lượng khí cần thổi thường mức 3m3 khí cho 1l nước thải, hiệu trình tripping thường đạt tối đa 95% Ưu điểm: đơn giản, rẻ, kiểm sốt Loại bỏ NH3 mà không tạo chất ô nhiễm thứ cấp nước Nhược điểm: Phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Hợp chất nito tồn dạng NO3-, NO2-, phương pháp chưa xử lý triệt để Q trình chuyển hóa sinh khí NH3 khơng xử lý gây nhiễm khơng khí Nhóm  Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương Các phương pháp hóa lý hóa học tạo số chất nhiễm thứ cấp, chi phí xử lý hóa chất có giá cao Gây hại cho môi trường động vật thủy sinh  Do đơn vị nhà mày thường ưu tiên phương pháp xử lý sinh học để khử nito nước 1.4.2 Xử lý nito phương pháp sinh học: Xử lý nito dựa hoạt động vi sinh vật (VSV hiếu khí VSV kỵ khí) để phân hủy hợp chất hữu cơ, sản phẩm cuối q trình chất khí (CO2, N2, CH4, H2S) Các dạng nito hữu vi khuẩn amoni hóa chuyển hóa thành NH4+ Sau NH4+ chuyển hóa thành NO2- nhờ vi khuẩn Nitrosomonas NO2- sinh sau chuyển hóa thành NO3- nhờ vi khuẩn Hình Chuyển hóa nito phương pháp sinh học (Nguồn: internet) Nitrobacter Cuối nitrat vi sinh vật kỵ khí chuyển thành dạng nito phân tử nhờ trình khử nitrat Ưu điểm: hiệu suất khử nito cao, ổn định, dễ vận hành, quản lý, chi phí đầu tư hợp lý, bảo vệ môi trường hệ sinh thái Mặc dù phương pháp có nhiều ưu điểm ưu tiên sử dụng có nhược điểm Nhược điểm: vi khuẩn để xử lý nước thải có chủng vi sinh, vi khuẩn có khả gây bệnh cho người.ii Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH KHỬ NITO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 2.1 Q trình nitrat hóa: 2.1.1 Vi khuẩn tham gia: Vi khuẩn tham gia vào trình nitrat hóa vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter điều kiện hiếu khí  Vi khuẩn Nitrosomonas: Nitrosomomas chi vi khuẩn Chemoautotrophic hình que Gram âm Vi khuẩn thường phân bố rộng rãi đất, bùn nước ngọt, đặc biệt nơi chứa nhiều hợp chất nito Chúng oxy hóa amoni thành nitrit trình trao đổi chất gọi nitrit hóa Tạo lượng, chúng sử dụng điện tử từ q trình oxy hóa amoni để tạo lượng Vi khuẩn mẫn cảm với ánh sáng đặc biệt ánh sáng có màu xanh tím Hình Vi khuẩn Nitrosomonas (Nguồn: internet)  Vi khuẩn Nitrobacter: Nitrobacter chi bao gồm vi khuẩn hình que, gram âm, hóa dưỡng,… Chúng sinh sản hình thức nhân đơi tế bào Vi khuẩn Nitrobacter sinh vật hiếu khí bắt buộc kích thước 0.5 - 0.9 x 1.0 - 2.0μm Do diện Cytochromes c, chúng Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương thường có màu vàng huyền phù tế bào Hệ thống oxy hóa Nitrat màng tế bào tế bào chất Các tế bào Nitrobacter chứng minh phục hồi sau tiếp xúc với CO2 cực độ không chuyển động Vi khuẩn đóng vai trị quan trọng chu trình nito cách oxy hóa nitrit thành nitrat Nitrobacter sử dụng lượng từ q trình oxy hóa nitrit thành nitrat để đáp ứng nhu cầu lượng Hình 2 Vi khuẩn Nitrobacter  Các loại vi khuẩn vi sinh vật tự dưỡng gọi chung Nitrifiers chúng nhận lượng cho sinh trưởng tổng hợp tế bào từ oxy hóa chất vô cơ, hữu từ CO2 Chúng có u cầu mơi trường riêng biệt cho sinh trưởng phát triển, hoạt động điều kiện hiếu khí Là lồi tái sinh chậm so với vi sinh vật dị dưỡng, nhiều kim loại hợp chất hữu gây ức chế phát triển vi sinh vật nitrat hóa Hai chủng vi khuẩn tham gia vào q trình Nitrat hóa mệnh danh “khắc tinh” nước thải vượt Nitơ chúng có khả chịu tải lượng Nitơ nhiễm lên đến 1.500 mg/l, chúng chiếm 3-10% trình bùn hoạt tính nitrat hóa  Điều kiện để vi sinh vật phát triển: Nhiệt độ: nhiệt độ thích hợp cho q trình nitrat hóa từ 25 – 30oC 10 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương Nồng độ pH: độ pH tối ưu cho vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter nằm khoảng 7.5 – – 9.3 Sự oxy hóa nitrit bị giảm pH kiềm dự ức chế cạnh tranh NO2và OH- 2.1.2 Cơ chế q trình nitrat hóa: Sau q trình amon hóa, NH3 hình thành phần thực vật hấp thụ, phần kết hợp với hợp chất tạo thành muối amon với ion NH4+ Q trình nitrat hóa q trình oxy hóa hợp chất hữu nito, từ amonia thành nitrit từ nitrit thành nitrat nhờ vi khuẩn tự dưỡng Nitrosomonas Nitrobacter Q trình nitrat hóa gồm giai đoạn nitrit hóa nitrat hóa  Nitrit hóa: Là q trình oxy hóa amonium (NH4+) thành nitrit (NO2-) thực vi khuẩn nitrat hóa thuộc nhóm tự dưỡng hóa chủ yếu lồi Nitrosomonas, chúng có khả oxy hóa NH4+ oxy giải phóng lượng 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠𝑜𝑚𝑜𝑛𝑎𝑠 NH4+ + 3⁄2O2 → NO2- + H2O + 2H+  Nitrat hóa: Là q trình mà nitrit (NO2-) bị oxy hóa thành nitrat (NO3-) nhóm vi khuẩn nitrat, vi khuẩn tự dưỡng hóa năng, chủ yếu lồi Nitrobacter, chúng thực phản ứng oxi hóa nitrit để cung cấp lượng cho q trình đồng hóa lượng CO2 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑏𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟 NO2- + 1⁄2 O2 → NO3-  Các vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter sử dụng lượng lấy từ phản ứng để trì hoạt động sống tổng hợp sinh khối Có thể tổng hợp q trình sau: NH4+ + 2O2  NO3- + H2O + 2H+ Với trình tạo lượng, số ion amonium đồng hóa vận chuyển vào mơ tế bào Q trình tổng hợp sinh khối: 11 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương 4CO2 + HCO3- + NH4 + H2O  C5H7NO2+ 5O2 C5H2O2N tạo thành dùng để tổng hợp nên sinh khối cho tế bào vi khuẩn Lượng oxy cần thiết để oxy hóa amoni thành nitrat cần 4.3 mgO2/1 mg NH4+ Hình Quá trình phân hủy nito tự nhiên nước 2.1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến trình: Nồng độ amoni: không đủ amoni dư, xảy q trình nitrat hóa Nồng độ pH: để vi sinh khuẩn phát triển pH khoảng – 9, độ pH lý tưởng để vi khuẩn nitrat hóa đạt hiểu cao từ 7.5 – 8.5 Lượng oxy hịa tan: q trình nitrat hóa cần 4.33 mg/l oxy mg/l NH4+ - N Lượng dư oxy hòa tan bể sục khí phải trì DO 3mg/l để đảm bảo đủ lượng oxy Độ kiềm: mg/l amoni bị oxy hóa cần 7.15 mg/l độ kiềm Thường hệ thống kiểm soát độ kiềm từ 100 – 200 mg/l CaCO3- Thời gian lưu nước bể sục tối thiểu 4h 12 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương Nhiệt độ: vi khuẩn nitrat hóa loài ưu nhiệt, nhiệt độ tối ưu 30 oC Nếu 30oC, tốc độ nitrat hóa giảm nhanh 2.2 Quá trình khử nitrat: 2.2.1 Vi khuẩn tham gia vào khử nitrat: Vi khuẩn khử nitrat hóa quan trọng trình khử nitrat để xử lý nước thải nhanh chóng Vi khuẩn chứa enzyme giúp chuyển hóa nitrat có hợp chất hữu thành khí nito để giải phóng khí mơi trường Hiện nhà khoa học xác định 50 chi với 125 lồi vi khuẩn nitrat khác Hình Sơ đồ trình khử nitrat Vi khuẩn khử nitrat gồm loài: Bacillus, Pseudomonas, Thiobacillus, Methanomonas, Paracoccus, Spirillum Các loài vi khuẩn vi sinh vật dị dưỡng sử dụng nhiều chất cho điện tử, nguồn cacbon cung cấp Metanol, Etanol, Axetat cho tổng hợp tế bào từ hợp chất hữu CH3OH chất bên phổ biến để khử nitrat, hợp chất cacbon đơn Vi khuẩn phát triển Metanol có hiệu suất sinh khối thấp chúng cần lượng lớn lượng cho việc tổng hợp tế bào từ metanol Trong loài vi khuẩn khử nitrat, vi khuẩn Pseudomonas lồi tham gia vào q trình khử nitrat lớn Nó có q trình oxi hóa khử hệ enzyme nội bào 13 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương xúc tác, chúng đảm bảo cho đời sống phát triển Pseudomonas, sản phẩm cuối CO2 nước Khả khử nitrat hiệu nhờ khả hoạt động mạnh chuyển hóa nhanh hợp chất chứa nitrat dạng nito tự (N2), đồng hóa chất hữu hữu khó phân hủy Sự khử nito đặc điểm ổn định Pseudomonas, khả khử nito tích cực coi hệ thống kiểu mẫu cho trình khử nitơ Pseudomonas hoạt động hiệu điều kiện kỵ khí Hình Vi khuẩn Pseudomonas (Nguồn: internet) 2.2.2 Cơ chế trình khử nitrat: Khử nitrat trình tách oxi khỏi NO2 NO3 nhờ vi khuẩn khử nitrat điều kiện kị khí Oxy tách dùng để oxy hóa chất hữu cơ, nito giải phóng vào khí Có hai hệ enzyme tham gia vào q trình khử nitrat:  Đồng hóa: Khử nitrat thành amoni sử dụng cho tổng hợp tế bào, xảy NH4-N sẵn khơng phụ thuộc vào nồng độ DO 3NO3- + 14CH3OH + CO2 + 3H+  3C5H7O2N + H2O  Dị hóa: dị hóa khử nitrat khử nitrat sinh học kết hợp chỗi chuyển hóa điện tử nitrat nitrit sử dụng chất nhận điện tử cho việc oxi hóa hợp chất hữu khác chất cho điện tử vô Bước 1: 6NO3- + 2CH3OH  6NO2- + 2CO2 + 4H2O 14 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương Bước 2: 2NO2- + 3CH3OH  3N2 + 3CO2 + 3H2O + 6OHTổng tồn q trình dị hóa: 6NO3- + 5CH3OH  5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH Phản ứng khử nitrat bao gồm bước: nitrat thành nitrit, oxit nitrit, oxit nito thành khí nito: NO3-  NO2-  NO  N2O  N2  Khử nitrat: NO3- + 1,08 CH3OH + H+  0,065 C5H7NO2 + 0,47 N2 + 0,76 CO2 + 2,44 H2O Để khử g NO3- tiêu hao hết 2.7 g CH3OH, 0.74 g tế bào hình thành sinh 3.57 g kiềm (theo CaCO3)  Khử nitrit: NO2- + 0,67 CH3OH + H+  0,04 C5H7NO2 + 0,48 N2 + 0,47 CO2 + 1,7 H2O Hình Sơ đồ mơ tả q trình khử nitrat (Nguồn: internet) Q trình phân hủy nitrit nitrat thành khí nito Mục đích làm giảm hàm lượng nito nước, đảm bảo chất lượng nước đạt tiêu chuẩn cho phép Chất cho điện tử trình nguồn: + bsCOD nước thải đầu vào + bsCOD sinh trình phân hủy nội bào 15 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương + Nguồn từ bên methanol axetat o Đẳng lượng phản ứng cho chất cho điện tử khác nhau:  Nước thải: C10H19O3N + 10NO3-  5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 10OH Metanol: 5CH3OH + 6NO3-  3N2 + 5CO2 + 7H2O + 6OH Axetat: 5CH3COOH + 8NO3-  4N2 + 10CO2 + 6H2O + 8OH2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình khử nitrat: Nồng độ oxy: trình khử nitrat xảy nồng độ oxy cạn kiệt, lúc nitrat trở thành nguồn cung cấp oxy cho vi sinh vật Loài vi khuẩn Pseudomonas bị ức chế nồng độ DO 0,2 mg/l Và trình khử nitrat khơng diễn nồng độ DO 0,13 mg/l vi khuẩn sử dụng oxy thay cho NO3- hay NO2- chất nhận điện tử từ phản ứng nitrat, để khắc phục sử dụng metanol sử dụng rộng rãi giá thành khơng cao Nguồn cacbon: để trình diễn cần đáp ứng yêu cầu cung cấp đầy đủ nguồn cacbon Chất chứa cacbon tan, dễ phân hủy sinh học nhanh từ tốc độ khử nitrat diễn nhanh Nhiệt độ: nhiệt độ cao làm tăng tốc độ tăng trưởng vi sinh Nhiệt độ thích hợp để khử nitrat từ – 30oC Độ pH: vi khuẩn phát triển tốt có nồng độ pH từ 6,5 – 8,5 16 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Các loài vi khuẩn Nitrobacter, Nitrosomonas Pseudomonas có ích cho việc xử lý nước thải nói riêng bảo vệ mơi trường nói chung Nitrobacter Nitrosomonas chuyển từ dạng sang khác, từ chất độc hại thành chất độc hại dễ phân hủy hơn, cụ thể chuyển hóa nito amoni thành nitrit từ nitrit thành nitrat, oxy hóa chất hữu nước lượng nhỏ nito Vi khuẩn Pseudomonas tổng hợp enzyme để phân hủy chất hữu Quá trình phân hủy chất hữu xảy ngồi tế bào, vi khuẩn tham gia vào trình khử nitrat thành nito phân tử có q trình oxi hóa khử Vì chúng có khả phân hủy hợp chất hữu xử lý nito hiệu nên chúng trở thành nhân tố quan trọng xử lý nito biện pháp sinh học Xử lý nước thải có chứa hợp chất nito dựa vi sinh vật có khả chuyển hóa thành chất khơng độc hại khí N2 Phương pháp sinh học sử dụng nhiều nhiều ưu điểm phương pháp hóa lý như: hiệu xử lý cao, chi phí hợp lý, bảo vệ mơi trường, dễ vận hành Các q trình chu trình nito chuyển từ dạng sang dạng khác tiến hành nhóm vi sinh vật khác nhau, với mục đích lấy lượng để tích tụ nito thành dạng cần thiết cho phát triển chúng Tuy nhiên điểm yếu phương pháp phụ thuộc vào vi sinh, phải đảm bảo đủ điều kiện môi trường tốt để lồi vi khuẩn thích nghi tốt xử lý hiệu Cấn phải nắm bắt đặc điểm vi sinh, yếu tố ảnh hưởng đến tồn phát triển chúng để điều chỉnh phù hợp 17 Nhóm Đề tài: Vi khuẩn tham gia q trình nitrat hóa khử nitrat GVHD: Nguyễn Lan Hương TÀI LIỆU THAM KHẢO i Hân H (2022, August 23) CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TỔNG NITO TRONG NƯỚC THẢI MỚI NHẤT 2021 Công Ty Mơi Trường Hịa Bình Xanh ii Microbe Lift phương pháp xử lý Nitơ nước thải hiệu quả, tiết kiệm chi phí (2021, December 16) [1] Biogency Q trình khử Nitrat diễn nào? (2022, October 21) [2] Dr.Tom Q trình Nitrat hóa ứng dụng vi khuẩn Nitrat hóa ao tơm (2021, September 7) [3] Nguyễn Lan Hương Giáo trình “các trình sinh học kỹ thuật môi trường” 18