9. Cấu trúc luận án
1.3. Tổng quan một số công nghệ xửlý nitơtrong nước thải sinh hoạt
1.3.2. Công nghệ xửlý nitơ ứng dụng quá trình Anammox
Việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải bằng quá trình Anammox là sự kết hợp của 2 q trình nitrit hố bán phần và q trình Anammox. Giai đoạn nitrit hố bán phần khơng chuyển hố hồn tồn amoni thành nitrat mà chỉ dừng lại ở giai đoạn tạo nitrit, là cơ sở cho việc tạo thành chất nhận điện tử để tiến hành q trình oxi hố kỵ khí amoni. Hai giai đoạn này có thể được tiến hành trong hai thiết bị phản ứng riêng biệt hoặc trong cùng một thiết bị phản ứng. Các cơ chế kết hợp giữa hai q trình nitrit hóa bán phần và Anammox được thể hiện tóm tắt trong Hình 1.10.
Hình 1.10. Sơ đồ q trình nitrit hóa bán phần kết hợp với quá trình Anammox [16]
1. Quá trình SHARON - Anammox
Quá trình SHARON – Anammox được tiến hành thực hiện trong hai bể phản ứng độc lập, gồm hai bước do hai nhóm vi khuẩn khác nhau thực hiện. Bước thứ nhất là q trình tự dưỡng hiếu khí do nhóm vi khuẩn AOB xúc tác, oxi hóa amoni thành nitrit với oxi là chất nhận điện tử. Bước thứ hai là q trình tự dưỡng kỵ khí do nhóm vi khuẩn Planctomycetes thực hiện trong đó nitrit là chất nhận điện tử.
2. Quá trình OLAND (Oxygen Limited Autotrophic removal via nitrification
denitrification)
Quá trình OLAND là quá trình xử lý nitơ trong cùng một thiết bị và sử dụng các nhóm vi khuẩn hồn tồn tự dưỡng trong điều kiện thiếu ôxi [28]. Cơ chế loại bỏ
SHARON (AOB) Anammox
(Planctomycetes) 100%NH4+ 50%NH4+ 90%N2 10%NO3- 50%/NO2- 100%NH4+
CANON, OLAND, SNAP
(AOB + Planctomycetes)
90%N2
25
nitơ được giả thiết do sự oxi hóa NH4+ thành N2 bằng NO2- do enzym tương tự hydroxylamine oxidoreductase (HAO) ở vi khuẩn nitrit hóa thơng thường. Thành phần vi sinh của lớp màng sinh học OLAND gồm các vi khuẩn AOB thuộc chi
Nitrosomonas và các vi khuẩn Planctomycetes gần với Candidatus Kuenenia Sttugartiensis. Quá trình tự dưỡng này tiết kiệm được 63% nhu cầu ôxi và 100% nhu
cầu cacbon hữu cơ so với hệ xử lý truyền thống [98].
3. Quá trình CANON (Completely Autotrophic Nitrogen removal over Nitrite)
Quá trình CANON sử dụng đồng thời hai nhóm vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí và kỵ khí với lượng oxi được cung cấp có giới hạn để thực hiện q trình nitrit hóa bán phần và q trình Anammox [101]. Điều kiện oxi có hạn là bắt buộc để có được sự tồn tại đồng thời cả vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kỵ khí. Trong ni cấy màng vi sinh, có thể thu được đồng thời sự tích lũy nitrit ở lớp hiếu khí bên ngồi của màng và phản ứng Anammox ở lớp yếm khí bên trong màng.
4. Quá trình SNAP (Single stage Nitrogen Removal using Anammox and Partial
Nitritation)
Quá trình SNAP là quá trình xử lý nitơ trên cơ sở kết hợp q trình nitrit hóa bán phần và Anammox trong một bể phản ứng sử dụng vật liệu sợi tổng hợp acrylic làm giá thể mang. Vi khuẩn Planctomycetes sinh trưởng và kết hợp với vi khuẩn AOB cùng bám trên giá thể mang sẽ chuyển hóa phần lớn amoni ban đầu thành khí nitơ.