GIỚI THIỆU VỀ NHÓM VI KHUẨN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA CÓ LIÊN QUAN ĐẾN XỬ LÝ PHOSPHO
2.2.2. Quá trình CANON
Trong tự nhiên luôn luôn tồn tại nhiều loại vi sinh vật có tính chất và chức năng khác nhau. Thông thường người ta vẫn phân ra hai loại là hiếu khí và kỵ khí dựa vào mức độ thích nghi và phát triển của chúng trong điều kiện môi trường có oxy hay không. Trong các công trình xử lý nước thải, các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí đóng một vai trò quan trọng trong việc chọn công nghệ và thiết bị xử lý. Theo quan điểm từ trước đến nay, chúng phải được cho vào hai môi trường khác nhau ở hai điều kiện khác nhau trong hai thiết bị phản ứng khác nhau để thực hiện tốt vai trò của mình .
Mãi đến những năm gần đây, các nhà công nghệ sinh học đã “ghép đôi” thành công hai loại vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và điều này là một bước đột phá quan trọng có ý nghĩa rất lớn đến sự phát triển của ngành công nghệ sinh học nói chung và kỹ thuật môi trường nói riêng. Khi cùng sống chung trong một môi trường như vậy, người ta nhận thấy rằng thức ăn yêu thích của chúng là nước thải giàu ammonium. Đây là một dữ liệu rất tốt để phát triển một kỹ thuật mới cho việc xử lý nước thải giàu ammonium tiếc kiệm và hiệu quả hơn .
Cho đến nay, các nhà vi sinh vật học vẩn nghĩ rằng Anammox kỵ khí và vi khuẩn Nitrosomonas hiếu khí không thể sống chung trong một thiết bị phản ứng. Nhưng ở nồng độ oxy rất thấp và một lượng NH4 dư thì hai loại này có thể sống chung được. Khám phá này của nhà vi sinh vật học DELFT được gọi là Canon ( Completely Autotrophic Nitrogen removal Over Nitrite ) có nghĩa là quá trình loại bỏ hoàn toàn nitơ tự dưỡng có sự tham gia của nitrit.
Thực tế vi khuẩn trong nước thải có thể tự hoạt động mà không cần phải cung cấp thêm dinh dưỡng cho chúng, chỉ cần thêm vào môi trường một ít oxy không khí. Loại vi khuẩn Anammox đỏ và một loại thuộc nhóm Nitrosomonas theo
nghiên cứu của DELFT đã tạo thành một cặp ăn ý. Quá trình diễn ra như sau : Vi khuẩn Anammox biến nitrit thành nitơ tự do, nó dùng ammonium là nguồn cung cấp thức ăn; trong khi đó vi khuẩn thuộc nhóm Nitrosomonas tham gia vào quá trình nitrat hóa mà chủ yếy là giai đoạn chuyển hóa ammonium thành nitrit. Hai loại vi khuẩn này làm việc chung để chuyển hóa ammonium trong nước thải,là một chất độc đối với các loài thủy sinh thành khí nitơ tự do được xem là vô hại đối với môi trường.
Khi nghiên cứu quá trình trên các nhà khoa học đã đưa ra nhận xét rằng (Những phần tử hiếu khí đã bảo vệ những phần tử kỵ khí). Trong quá trình hoạt động chung như vậy, hai loại vi khuẩn trên đã tạo nên một lớp bông bùn và bên trong là những phần tử kỵ khí,điều này được chứng minh bằng cách nồng độ oxy đã không phát hiện được bằng đầu dò. Lượng oxy được cho vào vừa đủ để oxy hóa hết một nữa lượng ammonium trong thiết bị phản ứng, lượng này sẽ chuyển thành nitrit, lượng ammonium còn lại sẽ tham gia phản ứng với nitrit sinh ra với tác dụng của Anammox. Như vậy lượng oxy phải tính toán chính xác là điều cần thiết để đạt được cân bằng giữa ammonium và oxy. Nếu cho quá nhiều oxy sẽ dẫn đến việc oxy hóa các phần tử không mong muốn, các phần tử này sử dụng oxy để chuyển hóa nitrit thành nitrat. Hiện tượng này gây bất lợi cho quá trình sử lý nước vì ô nhiễm ammonium sẽ chuyển thành ô nhiễm nitrat.