hóa và dị hóa poly-P
Tính hữu dụng của nguồn carbon là yếu tố cơ bản cho quá trình EBPR bởi vì vi khuẩn tích lũy poly-P sử dụng nguồn carbon đặc biệt (như acetate) cho quá trình sinh tổng hợp. Tỉ lệ COD (biểu thị qua hàm lượng carbon) và P (mg/mg) trên 40 thì thích hợp để xử lý phosphate hòa tan và quá trình EBPR được duy trì ổn định (Randall et al., 1992). Dạng hợp chất carbon cũng là yếu tố quan trọng, tỉ lệ các hợp chất hữu cơ mạch ngắn (như acetate, propionate, succinate,…) phải chiếm tỉ lệ cao trong hàm lượng COD, hoặc hàm lượng COD có thể dễ dàng bị phân hủy nhanh chóng thành VFAs bởi các vi khuẩn khác. Tỉ lệ VFAs và P khoảng 14 hoặc COD dễ phân hủy và P là 16 trong nước
thải được xem là thành phần lý tưởng cho vi khuẩn tích lũy poly-P hoạt động và nhận được hàm lượng thấp phosphate hòa tan (Barnard và Abraham, 2006). Bên cạnh đó, một vài nghiên cứu cho rằng tỉ lệ COD và P cao sẽ mang lại các điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn tích lũy glycogen, vì vậy dẫn đến quá trình EBPR không hiệu quả (Liu et al., 1997). Để hạn chế sự phát triển của GAOs, Schuler và Jenkins (2003) đề nghị tỉ lệ COD (acetate) và P khoảng 10 sẽ hạn chế sự giới hạn về nguồn carbon và P cho quá trình hoạt động của vi khuẩn và nhận được hàm lượng thấp phosphate hòa tan sau khi xử lý.
Panswad et al., (2007) nghiên cứu tỉ lệ giữa P và COD và đánh giá hàm lượng P nội bào trong vi khuẩn tích lũy poly-P, cho rằng khi tỉ lệ giữa P và COD tăng từ 0.02, 0.04 và 0.16 thì hàm lượng P trong bùn hoạt tính ở điều kiện hiếu khí tăng từ 0.053 tới 0.084 và 0.205 mg P/mg VSS).
Soejima et al., (2008) nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng acetate trên quá trình xử lý đồng thời P và N. Ở thời gian đầu của quá trình xử lý hiếu khí, sự bổ sung acetate (COD) sẽ ngăn cản quá trình hấp thu phosphate bởi PAOs. Tốc độ hấp thu phosphate có liên quan trực tiếp đến sự hiện diện và hàm lượng carbon ngoại bào. Tốc độ hấp thu phosphate giảm đột ngột khi hàm lượng COD dao động 0 – 20 mg/l và giải phóng phosphate ra khỏi tế bào khi hàm lượng COD cao hơn 40 mg/l. Điểm cân bằng giữa hấp thu và giải phóng phosphate khi hàm lượng COD là 10 mg/l (Hình 5).
Hình 5. Mối tương quan giữa tốc độ hấp thu phosphate và hàm lượng COD ngoại bào.
Trong quá trình đồng xử lý P và N, sự bổ sung nguồn carbon nhằm hạn chế sự hấp thu nhanh chóng phosphate của vi khuẩn tích lũy polyphosate trong môi trường, để cung
cấp phosphate cho hoạt động của vi khuẩn vừa có khả năng loại bỏ N và P, và vì vậy có thể xử lý đồng thời chúng. Hàm lượng COD từ 50 – 100 mg/l ở thời điểm đầu của quá trình hiếu khí sẽ hạn chế sự hấp thu phosphate và có thể nhận được sự loại bỏ đồng thời P và N khi xử lý bằng vi khuẩn DPAOs.
Nghiên cứu này cũng phù hợp với You et al. (2004) khi nghiên cứu ảnh hưởng của hàm COD trên khả năng hấp thu và giải phóng phosphate trong điều kiện hiếu khí và thiếu oxy của vi khuẩn DPAOs và PAOs cho thấy rằng khi hàm lượng COD cao chúng sẽ phóng thích phosphate ra khỏi tế bào.