Đây là quá trình tự dưỡng hiếu khí và cần năng lượng cho quá trình sinh
trưởng vi khuẩn mà nhận từ quá trình oxy hoá hợp chất vô cơ (ammonia ban đầu), sử dụng carbon vô cơ thay cho carbon hữu cơ để tổng hợp tế bào.
Có nhiều loại vi khuẩn nitrate hóa khác nhau trong tự nhiên, trong đó 2 loại phổ biến là nitrosomonas và nitrobacter. Oxy hóa ammonia thành nitrate gồm 2
bước và cả 2 loại vi khuẩn chuyển hóa, trong đó nitrosomonas chuyển hóa ammonia thành nitrite còn nitrobacter chuyển nitrite thành nitrate.
Phương trình:
Oxy hóa Ammonia:
4 1,5 2 2 2 20
NH+ + O Nitrosomonas Huuuuuuuuuuuuuuur + +NO− +H
Oxy hóa Nitrite:
2 0, 5 2 3
NO−+ O NitrobacterNOuuuuuuuuuuuur −
Tổng hợp:
4 2 2 3 2 2
NH++ O NitrifiersNOuuuuuuuuuur −+ H++H O
+Dựa vào phương trình trên, lượng Oxygen yêu cầu để Oxy hóa hoàn toàn Ammonia là 4,57 g Oxygen/ g Nitrogen bị oxy hóa. Trong đó 3,43 g Oxygen cho oxy hóa Nitrate và 1,14 g Oxygen cho oxy hóa Ammonia.
-Lượng kiềm yêu cầu trong phản ứng trên được ước lượng bằng:
4 2 3 2 2 2 2 3 2
NH++ HCO−+ O ⇒ CO + H O
-Trong phương trình trên thì mỗi g N-dạng Ammonia chuyển đổi cần 2*(50 g CaCO3 )/14 = 7,14 g CaCO3 (tính kiềm). Cùng với việc thu năng lượng thì một phần ion Ammonia dùng hình thành mô tế bào. Phản ứng:
4 2 4 2 3 5 7 2 5 2
NH++H O+ CO +HCO−⇒C H NO + O
-Phản ứng cân bằng cho quá trình Nitrate hóa gồm các quá trình tổng hợp tế bào, oxy hóa Ammonia thành Nitrate và suy giảm lượng Oxygen sang nước, với giả thuyết fs = 0,05 được biểu thị bởi:
4 1,863 2 0, 098 2 0, 0196 5 7 2 0,98 3 1,98 0, 0941 2
NH++ O + CO ⇒ C H NO + NO−+ H++ H O
-Mỗi g Ammonia chuyển hóa sử dụng 4,25 g Oxygen; 1,6 g tế bào mới hình
thành; 7,07 g CaCO3 bị loại bỏ và 0,08 g Carbon vô cơ sử dụng để hình thành tế
bào. Lượng Oxygen cần để oxy hóa 1 g Ammonia nhỏ hơn so với lý thuyết bởi một lượng Ammonia dùng để tổng hợp tế bào, tương tự lượng kiềm cũng nhỏ hơn.
-Trong phản ứng trên kết quả các hệ số còn phụ thuộc vào giá trị của fs,
Werzernak và Gannon (1967) đã tìm ra lượng oxy tiêu thụ thực tế là 4,33 g
Oxygen/ g Nitrogen; trong đó 3,22 g cho quá trình oxy hóa Ammonia và 1,11 g cho quá trình oxy hóa Nitrite
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});