Vi khuẩn Nitrobacter

* Điều kiện tối ưu cho sự phát triển của 2 loại vi khuẩn trên

- Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ từ 25 – 300C thích hợp cho việc nitrat hố, trong đó, tại nhiệt độ xung quanh 300C, tốc độ nitrat hoá là cao nhất.

- pH: Người ta thấy rằng, pH tối ưu cho Nitrosomonas và Nitrobacter tương ứng nằm trong khoảng 5,5 – 9,0 nhưng tốt nhất là 7,5 [7].

* Phương trình tỷ lượng:

Sự oxi hoá của NH4 xảy ra theo 2 bước như sau: Bước 1: Amoni được oxi hoá thành nitrit

NH4+ + 3/2 O2 Nitrosomonas NO2- + 2H+ + H2O (1.9)

Vi khuẩn thực hiện quá trình này ở thuỷ vực nước ngọt có tên là Nitrosomonas europara và trong thuỷ vực nước lợ có tên là Nitrosococcus.

Bước 2: Oxi hố NO2- thành NO3-

NO2- + 1/2O2 Nitrobacter NO3- (1.10) Phương trình tổng cộng có thể viết như sau:

NH4+ + 2O2  NO3- + 2H+ + H2O (1.11)

Phản ứng tạo sinh khối cũng xảy ra đồng thời với quá trình nitrat hố theo phương trình:

NH4+ + HCO3- + 4CO2 + H2O  C5H7O2N+ 5O2 (1.12) Trong đó, C5H7O2N là cơng thức tượng trưng cho tế bào vi khuẩn.

Kết hợp (1.11) và (1.12), phương trình tổng cộng của q trình oxi hố và tạo sinh khối là :

22NH4+ + 37O2 + HCO3- + 4CO2  C5H7O2N + 21NO3- + 20H2O + 42H+ (1.13)

Từ phương trình trên, ta thấy rằng: tính kiềm sẽ giảm dần trong suốt q trình nitrat hố [19].

* Hiệu quả của q trình nitrat hố.

Vận tốc q trình nitrat hố phụ thuộc vào tuổi thọ bùn, nhiệt độ, pH của môi trường, nồng độ vi sinh vật, hàm lượng amoni, oxy hoà tan, vật liệu lọc. Ở nhiệt độ cao, quá trình diễn ra thuận lợi hơn.

Q trình nitrat hố diễn ra có hiệu quả khi hàm lượng oxy hoà tan lớn hơn 4 mg/L. Với hàm lượng oxy hoà tan 2 mg/L, hiệu suất quá trình giảm đi 50%. Các vi khuẩn nitrat hố có khả năng kết tụ thấp, do vậy, việc lựa chọn vật liệu lọc, nơi các màng vi sinh vật bám dính cũng có ảnh hưởng quan trọng tới hiệu suất xử lý [5].

- Q trình đề nitrat hố

Là q trình yếm khí khử nitơ ở dạng N - NO3- qua một loạt các quá trình trung gian như (NO, N2O…) và sản phẩm cuối cùng là N2 nhờ các lồi vi khuẩn yếm khí (vi khuẩn đề nitrat hóa) [19].

Vi khuẩn đề nitrat hố:

Khơng giống như vi khuẩn Nitrat hoá tự dưỡng, trong giai đoạn nitrat hoá, vi khuẩn đề nitrat hoá là vi khuẩn dị dưỡng. Các loại phổ biến là Bacillus Micrococcus, Pseudomonas, Achromobacter.