NGHIÊN CỨU
III.1.2.4.2 CÁC YẾU TỐ KIỂM SỐT Q TRÌNH NITRAT HỐ
Có một số yếu tố kiểm sốt q trình nitrat hố trong các cơng trình xử lý nước thải. Đó là nồng độ amôn/nitrit, nồng độ oxy, pH, nhiệt độ, tỷ số BOD5/TKN, và sự hiện diện của các hoá chất độc hại.
Nồng độ NH4+/ NO
Sự tăng trưởng của Nitrosomonas nà Nitrobacter tuân theo động học của Monod và phụ thuộc vào nồng độ của ammonium và nitrat.
Nồng độ oxy là một trong những yếu tố quan trọng nhất kiểm sốt q trình nitrat hố. Hằng số bán bão hoà của oxy ( Ko) là 1,3 mg/l.
Để tiến hành quá trình nitrat hố oxy phải được phân phối tốt trong bể bùn hoạt tính hiếu khí và nồng độ oxy hồ tan khơng nên dưới 2 mg/l. Để oxy hoá 1 mg NH4+ cần 4,6 mg O2.
NH3 + O2 NO3- + H+ + H2O
Nhiệt độ
Tốc độ tăng trưởng của các vi khuẩn nitrat hoá bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thích hợp trong khoảng 8 – 300C.
pH
pH tối ưu cho Nitrosomonas và Nitrobacter nằm trong khoảng 7,5 – 8,5. Quá trình nitrat hố ngừng lại ở pH thấp hơn 6. Độ kiềm bị phá vỡ là kết quả của sự oxy hố amơn bởi vi khuẩn nitrat hóa. Về mặt lý thuyết, q trình nitrat hố phá huỷ độ kiềm ( tính bằng CaCO3) với số lượng là 7,14 mg/1mg của N-NH4 bị oxy hố. Do đó, cần phải có lượng kiềm vừa đủ trong nước thải để cân bằng với acid sinh ra trong q trình nitrat hóa, pH giảm do kết quả của q trình nitrat hóa có thể giảm thiểu bằng cách khuấy trộn nước thải để loại bỏ CO2. Đôi khi người ta thêm vôi vào để làm tăng độ kiềm trong nước thải.
Tỷ số BOD5/TNK
Một phần vi sinh vật nitrat hoá bị giảm khi tỷ số BOD5/TNK tăng. Trong quá trình nitrat hố kết hợp oxy hoá cacbon, tỷ số này lớn hơn 5, trong q trình nitrat hố riêng biệt, tỷ số này nhỏ hơn 3.
Q trình nitrat hố khá nhạy cảm với một vài hợp chất độc có trong nước thải. Người ta thấy rằng những chất này độc đối với Nitrosomonas hơn là đối với Nitrobacter. Các hợp chất hữu cơ trong nước thải không gây độc trực tiếp cho các vi khuẩn nitrat hoá. Sự ức chế của các hợp chất của các hợp chất hữu cơ có thể là gián tiếp và có thể là do sự suy giảm oxy do các vi khuẩn dị dưỡng. Các hợp chất gây độc nhất cho vi khuẩn nitrat hoá là Cyanide, Thiourea, Phenol, Aniline, và các kim loại nặng (Ag, Hg, Ni, Cr, Cu, Zn). Ảnh hưởng của Cu đối với
Nitrosomonas euerurropea tăng khi cơ chất (NH4+) tăng từ 3 mg/l đến 23 mg/l
Bảng 2 : Các điều kiện tối ưu cho q trình nitrat hố
Điều kiện Thông số thiết kế
Khoảng pH cho phép (95% nitrat hoá) 7.2 – 8.4
Nhiệt độ cho phép (95% nitrat hoá). 0C 15 – 35
Nhiệt độ tối ưu, 0C ( ước tính) 30
Oxy hồ tan ở lưu lượng tối đa, mg/l >1
MLVSS, mg/l 1200 – 2500
Kim loại nặng ức chế q trình nitrat hố ( Cu, Zn, Cd, Ni, Pb, Cr)
< 5 mg/l Các chất độc hữu cơ ức chế q trình nitrat hố
- Các hợp chất phenol có halogen - Các dung môi halogen
- Phenol và cresol - Cyyanide và tất cả những hợp chất 0 mg/l 0 mg/l < 20mg/l < 20mg/l Nhu cầu oxy (tính đẳng lượng, 1b O2/1b N-NH3,
cộng với nhu cầu oxy carbonaceous – oxy hoá các chất hữu cơ do vi sinh vật heterotrophic)
4.6