Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam trong thời gian gần đây diễn ra rất nhanh chóng cùng với sự phát triển của công nghiệp. Tỉ lệ dân số vì thế cũng tăng theo cùng với tốc độ đô thị hóa, kết quả là nước thải từ các thành phố, khu dân cư tập trung, khu công nghiệp cũng không ngừng gia tăng với khối lượng lớn. Đối với nhiều loại nước thải có hàm lượng các chất dinh dưỡng như Nitơ, phospho cao, việc xử lý để loại ra các thành phần này trước khi xả ra môi trường là một yêu cầu quan trọng, nhằm hạn chế sự ô nhiễm nước ngầm, nước mặt. Cùng với nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp cũng chứa nhiều loại hợp chất phức tạp (vô cơ, hữu cơ). Một trong các dạng hợp chất gây nên sự ô nhiễm nước phải kể đến là các hợp chất chứa Nitơ. Nếu hàm lượng Nitơ có trong nước xả ra sông, hồ cao quá mức sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa kích thích sự bùng nổ nhanh chóng của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước và cạn kiện oxy hòa tan, đe dọa hệ sinh thái nước. Bởi vậy, Nitơ là yếu tố cần phải được loại bỏ. Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý Nitơ gồm phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học. Trong các phương pháp trên, việc áp dụng các quá trình sinh học để xử lý nước thải có chứa hợp chất Nitơ là vấn đề cần được chú ý và đẩy mạnh hơn nữa. Đây là phương pháp dùng vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy nhằm tạo ra các sản phẩm có lợi như carbonic, nước và các chất vô cơ khác, do vậy là phương pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Trong thực tế các phương pháp sinh học để loại bỏ Nitơ đã và đang áp dụng tại một số hệ thống xử lý nước thải, nhưng các tài liệu có liên quan còn rời rạc, tản mạn, chưa được nghiên cứu nhiều, tài liệu còn rời rạc chưa sắp xếp lại thành hệ thống có tính logic chặt chẽ. Đó cũng là lý do để đề tài “tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải” ra đời. SVTH: Võ Chí Tâm 1 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi 1.2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng bổ sung, tìm hiểu, sắp xếp, lựa chọn tài liệu làm cơ sở lý thuyết cho phương pháp loại Nitơ bằng quá trình sinh học. 1.2.2. Nội dung nghiên cứu • Nguồn gốc, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước và ảnh hưởng đến môi trường. • Bản chất các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải. • Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước thải. 1.2.3. Phương pháp nghiên cứu Do đề tài chỉ hình thành trên cở sở lý thuyết mà không tiến hành thí nghiệm hay tiến hành làm thực nghiệm nên phương pháp nghiên cứu ở đây chủ yếu là phương phương pháp hồi cứu: Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,…từ đó các kiến thức sẽ được lựa chọn và tổng hợp lại làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài. 1.3. Ý nghĩa của đề tài Khóa luận được thực hiện trên cơ sở lý thuyết tìm hiểu các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải, tổng hợp lại các tài liệu quan có từ trong sách, báo, giáo trình, với mong muốn bổ sung và hoàn chỉnh hơn các vấn đề có liên hoan đến phương pháp loại bỏ Nitơ bằng quá trình sinh học SVTH: Võ Chí Tâm 2 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi CHƯƠNG 2 NGUỒN GỐC, CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA NITƠ TRONG NƯỚC VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG 2.1. Các dạng tồn tại của các hợp chất chứa Nitơ trong nước Nguyên tố Nitơ là thành phần luôn có mặt trong cơ thể động, thực vật sống và trong thành phần các hợp chất tham gia quá trình sinh hóa. Đồng thời nó cũng tồn tại ở nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ trong các sản phẩm công nghiệp và tự nhiên. Nguyên tố Nitơ có thể tồn tại ở bảy trạng thái hóa trị, từ dạng khử (N -3 ) là amoniac đến dạng oxy hóa (N +5 ) là nitrat. Bảng 2.1. ghi các trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ và hợp chất hóa học đại diện cho trạng thái hóa trị đó. Bảng 2.1 Trạng thái hóa trị của nguyên tố nitơ trong hợp chất hóa học Trong môi trương nước tự nhiên không bị ô nhiễm, các hợp chất amoniac, hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, dạng khí, nitrat và nitrit có nồng độ không đáng kể. Tuy vậy chúng là nguồn Nitơ cho phần lớn sinh vật đất và nước. Vi sinh vật sử dụng nguồn Nitơ kể trên vào tổng hợp axit amin, protein, tế bào và chuyển hóa năng lượng. Trong các quá trình đó, hợp chất Nitơ thay đổi hóa trị và chuyển hóa thành các hợp chất hóa học khác. Nguồn phát thải hợp chất Nitơ vào môi trường rất phong phú: từ các chất thải rắn, khí thải, nước thải nhưng quan trọng nhất là từ phân và chất bài tiết trong nước thải sinh hoạt. 2.2. nguồn gốc của các hợp chất chứa Nitơ trong nước thải 2.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt SVTH: Võ Chí Tâm 3 MSSV: 0811110072 Hợp chất Công thức hóa học Hớa trị Amoni/amoniac NH 4 + /NH 3 -3 Khí nitơ N 2 0 Dinitơ oxit N 2 O +1 Nitơ oxit NO +2 Nitrite NO 2 - -N +3 Nitơ dioxit NO 2 +4 Nitrate NO 3 - -N +5 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi Thành phần Nitơ trong thức ăn của người và động vật nói chung chỉ được cơ thể hấp thu một phần, phần còn lại được thải ra dưới dạng rắn (phân) và các chất bài tiết khác (nước tiểu, mồ hôi). Nguồn nước thải từ sinh hoạt gồm: nước vệ sinh, tắm, giặt, nước rửa rau, thịt, cá, nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ công cộng như thương mại, bến tàu xe, bệnh viện, trường học, khu du lịch, vui chơi, giải trí. Chúng thường được thu gom vào các kênh dẫn thải. Hợp chất Nitơ trong nước thải bao gồm amoniac, protein, peptit, axit min cũng như các thành phần khác trong chất thải rắn và lỏng. Mỗi người hằng ngày tiêu thụ 5 – 16g Nitơ dưới dạng protein và thải ra khoảng 30% trong số đó. Hàm lượng Nitơ thải qua nước tiểu lớn hơn trong phân 8 lần. Các hợp chất chứa Nitơ, đặc biệt là protein, và urea trong nước tiểu bị thủy phân rất nhanh tạo thành amoni/amoniac. Trong các bể phốt xảy ra các quá trình phân hủy yếm khí các chất thải, làm giảm lượng carbon hữu cơ nhưng không làm giảm hợp chất Nitơ đáng kể. Chỉ một phần nhỏ tham gia vào cấu trúc tế bào vi sinh vật. Hàm lượng hợp chất Nitơ trong nước thải từ các bể phốt cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân hủy yếm khí. Trong nước thải sinh hoạt, nitrate và nitrite có hàm lượng rất thấp do nồng độ oxy hòa tan và mật độ vi sinh tự dưỡng thấp. Thành phần amoni chiếm 60 – 80% hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt. Nồng độ hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt biến động theo lưu lượng nguồn thải: mức độ sử dụng nước của cư dân, mức độ tập trung các dịch vụ công công, thời tiết, khí hậu trong vùng, tập quán ăn uống sinh hoạt… Bảng 2.3 Sau đây thể hiện các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt bao gồm cả ô nhiễm bởi các hợp chất chứa Nitơ. Bảng 2.2. Các đặc trưng ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt SVTH: Võ Chí Tâm 4 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi Thành phần Đơn vị Nồng độ Khoảng Đặc trưng Chất rắn mg/l 350 – 12000 700 Cặn không tan mg/l 100 – 350 210 BOD mg/l 110 – 400 210 COD mg/l 250 – 1000 500 Nitơ tổng (N) mg/l 20 – 85 35 NH 3 -N mg/l 12 – 50 22 (Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007) Bảng 2.3. Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt 2.2.2. Nguồn nước thải công nghiệp Ô nhiễm do hợp chất Nitơ từ sản xuất công nghiệp liên quan đến chế biến thực phẩm, sản xuất phân bón hay liên quan đến một số ngành nghề đặc biệt chế biến mủ cao su, chế biến tơ tằm thuộc da. Chế biến thực phẩm thải một lượng đáng kể hợp chất chứa Nitơ liên quan đến loại thực phẩm chứa nhiều đạm: chế biến thủy hải sản, giết mổ và sản xuất thức ăn từ các loại thịt, sữa, đậu, nấm… Nước thải từ khâu giết mổ chứa một lượng máu, mỡ, phân cùng các mảnh thịt vụn, nước thải từ khâu giết mổ được thu gom cùng với nước vệ sinh dụng cụ. Hợp chất chứa Nitơ nhanh chóng được tiết ra từ các thành phần rắn vào nước với tốc độ phụ thuộc vào mức độ phân tán, nhiệt độ môi trường và loại sản phẩm chế biến. SVTH: Võ Chí Tâm 5 MSSV: 0811110072 Chỉ tiêu Trung bình (mg/l) Tổng Nitơ 40 - Nitơ hữu cơ 15 - Nitơ Amoni (NH 3 + NH 4 + ) 25 - Nitơ Nitrit (NO 2 - ) 0,05 - Nitơ Nitrat (NO 3 - ) 0,2 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi Quá trình sản xuất một số loại hóa chất, phân bón, sợi tổng hợp thải ra lượng khá lớn hợp chất hữu cơ chứa Nitơ, các hợp chất này dễ bị thủy phân trong môi trường và tạo ra amoniac. Bảng 2.4. Nồng độ đặc trưng ô nhiễm N tổng thường tìm thấy trong một số loại nước thải công nghiệp. Nguồn Nồng độ Nitơ tổng (mg/l) - Giết mổ 115 - Chế biến thịt 76 - Chế biến + Cá da trơn + Cua + Tôm + Cá 33 94 215 30 - Chế biến rau, quả, đồ uống 4 - Chế biến tinh bột 21 - Rượu vang 40 - Hóa chất, phân bón + NH 3 -N + NO 3 — N 1270 550 (Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007) Nồng độ hợp chất Nitơ trong nước thải công nghiệp cũng biến động rất mạnh, không chỉ trong mùa vụ mà cả trong từng ngày, nhất là đối với các cơ sở chế biến thực phẩm sản xuất đồng thời nhiều loại sản phẩm. 2.2.3. Nguồn thải từ nông nghiệp và chăn nuôi Canh tác nông nghiệp về nguyên tắc phải bón phân đạm, lân cho cây trồng vì các yếu tố trên thiếu trong đất trồng trọt. Trong rất nhiều trường hợp người ta còn sử dụng nguồn nước thải để tưới nhằm tận dụng lượng hợp chất Nitơ trong đó để làm phân bón cho cây trồng. Điều đáng bàn là ở chỗ một lượng khá lớn phân bón mà cây trồng không hấp thu được do nhiều nguyên nhân: phân hủy, rửa trôi (phân đạm urê, phân lân, phân tổng hợp NPK) hoặc do tạo thành dạng không tan, nhất thời cây trồng SVTH: Võ Chí Tâm 6 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi không thể hấp thu (phân lân). Trong môi trường nước, urê rất dễ dàng bị thủy phân tạo thành amoniac và khí carbonic: Lượng Nitơ trong phân urê chiếm 46%, tuy nhiên do diện phân bố rộng nên hàm lượng amoniac trong nước mặt không cao. Mặt khác khi tồn tại trong nước amoniac cũng bị các loại thủy thực vật khác như rong, rêu, tảo, cỏ dại hấp thu và một phần chuyển hóa thành dạng hợp chất khác như nitrate do hoạt động của vi sinh vật. Nguồn nước thải phát sinh do chăn nuôi gia cầm, gia súc có lưu lượng nhỏ hơn so với nước sinh hoạt, chủ yếu là nước tắm rửa và vệ sinh chuồng trại. Nước thải từ chuồng trại chăn nuôi chứa một lượng chất rắn không tan lớn: phân, rác, bùn đất, thức ăn thừa rơi vãi, các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ tiết ra từ các chất thải rắn khi gặp nước. Nước thải chuồng trại của các loài nuôi khác nhau có độ ô nhiễm khác nhau vì các thành phần dinh dưỡng trong phân khác nhau. Nồng độ hợp chất hữu cơ tăng dần theo thời gian lưu nước thải do lượng chất thải hữu cơ có khả năng sinh hủy rất lớn , trong thời gian lưu giữ chúng bị phân hủy yếm khí tạo ra metan và khí carbonic trong khi hợp chất Nitơ hầu như không bị biến động, trong khi đó các vi sinh vật bị chết cũng tiếp tục phân hủy tạo ra hợp chất Nitơ. Các kết quả đánh giá cho thấy, thủy động vật chỉ hấp thu được khoảng 25 – 40% lượng Nitơ trong thức ăn tổng hợp. Do hiệu quả hấp thu Nitơ từ thức ăn không cao, phần còn dư nằm trong nước nuôi với hàm lượng khoảng 360mg/m 2 /ngày. Phân tôm cá, thức ăn thừa và chất bài tiết cũng làm tăng nồng độ hợp chất Nitơ trong nước nuôi, nhất là khi phân và thức ăn thừa không được thu gom và tách ra khỏi nguồn nước nuôi kịp thời. Hợp chất Nitơ nhanh chóng bị thủy phân thành amoniac và được tảo hấp thu (hàm lượng protein thô trong tảo khô chiếm khoảng 50%, tương ứng với 8% N). Tảo là nguồn thức ăn trực tiếp cho vật nuôi và của loài động vật phù du (nhỏ), mà động vật phù du là thức ăn của loài cá. Khi hệ sinh thái trên ổn định thì mức độ ô nhiễm trong hồ không lớn. 2.2.4. Nước rác SVTH: Võ Chí Tâm 7 MSSV: 0811110072 CO 2 (NH 2 ) 2 + H 2 O CO 2 + 2NH 3 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi Rác thải sinh hoạt từ các đô thị, thành phố có khối lượng khá lớn. Tại các thành phố lớn ở Việt Nam, lượng rác thải bình quân tính theo đầu người là 0,6 – 0,8 kg/người/ngày. Thành phần chủ yếu của rác thải là chất hữu cơ (rau, quả, củ, thực vật…) nhưng một lượng đáng kể các tạp chất vô cơ: gạch, sợi, xỉ than, sành, sứ, thủy tinh đặc biệt là polyme phế thải (bao bì) cũng thường có mặt. Ở các nước đang phát triển, việc phân loại rác thải tại nguồn chưa được thực hiện rộng rãi, thường được thu gom chung và mang chôn lấp tại các bãi rác, đôi khi sử dụng một phần để sản xuất phân bón hữu cơ. Thành phần hữu cơ chứa Nitơ trong rác chủ yếu là protein và một lượng nhỏ hơn các hợp chất axit nucleic, chitin, urê, các sản phẩm phân hủy từ thức ăn, xác động vật. Trong quá trình phân hủy yếm khí, protein và các hợp chất chứa Nitơ bị thủy phân bởi enzym do vi sinh yếm khí và một phần hiếu khí tạo ra axit amin và tiếp tục thành amoni và carbon dioxit cùng với axit dễ bay hơi. Một lượng không lớn axit amin, amoni được vi sinh vật sử dụng để cấu tạo tế bào, lượng còn dư tồn tại trong nước rác. Nước rác được tách khỏi bãi chôn và thường được gom về các hồ chứa khi được xử lý và thải ra môi trường. Sự biến động về nồng độ chất hữu cơ (BOD, COD) và hợp chất Nitơ trong nước thải dưới sự tương tác của vi sinh vật, điều kiện vật lý (gió, mưa, nóng lạnh) và thực vật là đối tượng đáng quan tâm khi đánh giá đặc trưng của nước rác. Hợp chất Nitơ trong các hồ gồm có: chất hữu cơ chứa Nitơ, amoni, nitrite, nitrate dạng tan trong nước và trong cấu trúc tế bào của vi sinh vật và tảo. Trong hồ yếm khí, hợp chất Nitơ tồn tại chủ yếu ở dạng amoni, một phần nằm trong tế bào của vi sinh vật yếm khí. Do không tách được sinh khối ra khỏi nước nên khi phân hủy, amoni được “trả lại” hầu như trọn vẹn trong môi trường nước. 2.3. Ảnh hưởng của các hợp chất chứa Nitơ đến môi trường 2.3.1. Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng Sự có mặt của Nitơ trong nước thải có thể gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khoẻ cộng đồng. Khi trong nước thải có nhiều Amoniac có thể gây độc cho cá và hệ động vật thuỷ sinh, làm giảm lượng oxy hoà tan trong nước. Khi hàm lượng Nitơ trong nước cao có thể gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có SVTH: Võ Chí Tâm 8 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi màu và mùi khó chịu đặc biệt là lượng oxy hoà tan trong nước giảm mạnh gây ngạt cho cá và hệ sinh vật trong hồ. Khi xử lý Nitơ trong nước thải không tốt, để hợp chất Nitơ đi vào trong chuỗi thức ăn hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrate tạo chứng thiếu Vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo thành các hợp chất nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrate lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa. Khi vào cơ thể, nitrate chuyển hóa thành nitrite nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrite còn nguy hiểm hơn nitrate đối với sức khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa Nitơ gây ung thư. Trong cơ thể nitrite có thể oxy hoá sắt II ngăn cản quá trình hình thành Hb làm giảm lượng oxy trong máu dẫn đến ngạt, buồn nôn, thậm chí nồng độ cao có thể dẫn đến tử vong. 2.3.2. Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường Nitơ trong nước thải cao, chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng. Do vậy nó gây ra sự phát triển mạnh mẽ của các loại thực vật phù du như rêu, tảo dẫn đến thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước như NH 4 + , H 2 S, CO 2 , CH 4 tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước. Hiện tượng đó gọi là phú dưỡng nguồn nước. Đa số các hồ ở Hà Nội đang ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải và trầm tích. Lưu lượng nước thải chảy vào vượt quá khả năng tự làm sạch của các hồ. Các dòng chảy vào hồ thậm chí làm bốc mùi hôi nồng nặc. Hiện tượng phú dưỡng hay còn gọi là hiện tượng tảo nở hoa. Nhiều tảo xanh và các loài thực vật nổi phát triển rất nhanh trong nước hồ. Sau khi chết đi, các loại tảo tích tụ tại đáy hồ ngày càng dày thêm. Quá trình phân hủy của chúng kéo theo sự tiêu thụ lớn về oxy trong nước, làm biến mất các loài thủy sinh khác, đồng thời giải tỏa các chất khí có hại và hôi thối. 2.3.3. Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước SVTH: Võ Chí Tâm 9 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths. Võ Hồng THi Sự có mặt của Nitơ có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý làm giảm hiệu quả làm việc của các công trình. Mặt khác nó có thể kết hợp với các loại hoá chất trong xử lý để tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người. CHƯƠNG 3 SVTH: Võ Chí Tâm 10 MSSV: 0811110072 [...]... chỉ trong điều kiện thiếu oxy Cũng trong điều kiện thiếu oxy, quá trình lên men yếm khí là nguồn cạnh tranh chất hữu cơ với các quá trình khử nitrate CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ CÁC SVTH: Võ Chí Tâm 22 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths Võ Hồng THi HỢP CHẤT CHỨA NITƠ TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI 4.1 Một số ứng dụng của quá trình nitrat hóa để xử lý Nitơ trong nước và nước. .. Môi trường nước S polyrrhiza Nước thải sinh hoạt L minor khô/ha/năm) Protein thô (%) 17 – 32 _ Nước sau xử lý yếm khí 10,7 28,9 L gibba Nước cống sau tiền xử lý 55 30 L gibba Nước thải sinh hoạt 10,9 – 54,8 30 – 40 Nước thải từ bể phốt 9,2 – 21,4 24 – 28 Lemma spp Nước thải sinh hoạt 27 37 S polyrrhiza Nước thải sinh hoạt 17,6 – 31,5 30 S polyrrhiza L perpusilla W arrhiza (Nguồn: XL nước thải giàu hợp... vai trò lọc trong ngoài chức năng chất mang cho vi sinh vật Do vật liệu có kích thước nhỏ nên chúng giữ cả khí Nitơ hình thành, nên định kỳ cần phải sục rửa để làm thông thoáng tầng lọc 4.3 Tổ hợp các quá trình nitrate hóa và khử nitrate để loại bỏ Nitơ trong nước và nước thải Kết hợp hai quá trình: oxy hóa amoni và khử nitrate trong một hệ được hiểu là hệ đó cùng chung sinh khối và chỉ có một bể lắng... GVHD: Ths Võ Hồng THi BẢN CHẤT CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT CHỨA NITƠ ĐƯỢC ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI 3.1 Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên Trong môi trường nước, Nitơ có thể tồn tại dưới dạng hợp chất vô cơ, hữu cơ hòa tan hay không hòa tan Các hợp chất vô cơ quan trọng của Nitơ là NH 3, NH4+, NO2-, NO3- Nitơ dạng khí có được chủ yếu là... tảo này thường rất nhiều trong các thủy vực SVTH: Võ Chí Tâm 13 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD: Ths Võ Hồng THi 3.2 Các quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng để xử lý nước và nước thải 3.2.1 Quá trình amon hóa Là quá trình phân hủy chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ trong điều kiện hiếu khí hoặc yếm khí dưới tác dụng của các loại vi sinh vật để tạo thành... xảy ra trong điều kiện thiếu khí Khi đó, NO 3- là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuổi hô hấp thiếu khí và năng lượng tạo thành dùng để tổng hợp nên ATP cho tế bào NO3- NO2- NO N2O N2 Đây là quá trình được ứng dụng rộng rãi hiện nay để loại bỏ Nitơ trong nước và nước thải Song song với quá trình khử nitrate, quá trình tổng hợp tế bào cũng diễn ra, khi đó lượng chất hữu cơ tiêu hao cho cả quá trình. .. (Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007) Ở trạng thái hoạt động ổn định tỉ lệ vi sinh tự dưỡng và dị dưỡng phụ thuộc vào tỉ lệ BOD/NH4+-N Nếu tỉ lệ BOD/NH4+-N >= 20 thì hàm lượng Nitơ trong nước thải chỉ đủ hoặc thiếu cho quá trình xử lý của vi sinh dị dưỡng vì vậy không cần quan tâm đến quá trình loại bỏ Nitơ Phần lớn hợp chất Nitơ dư so với nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật cần... là do vi sinh vật tự dưỡng chỉ phát triển ở mức đáng kể khi nồng độ BOD trong nước thấp Thiết kế hệ xử lý đĩa quay sinh học một giai đoạn với tiêu chuẩn thải BOD < 15mg/l cần ít nhất là bốn khoang, trong từng khoang có thể gắn thêm nhiều trục quay phụ thuộc vào tải lượng chính tại khỏang đó 4.2 Một số ứng dụng của quá trình khử nitrate để xử lý Nitơ trong nước và nước thải 4.2.1 Bể anoxic Là một hệ xử... Anammox sinh trưởng rất chậm (thời gian thế hệ hơn 10 ngày) 3.2.5 Quá trình đồng hóa Nitơ ở thực vật nước Thực vật nuôi trồng trong hệ ngập nước có tác dụng xử lý nước thải và là nguồn sinh khối có khả năng tận dụng cho một số mục đích khác nhau Hệ ngập nước có thể phân thành các dạng chính là: nguồn nước nuôi trồng thực vật nổi và thực vật chìm trong nước, loại thực vật nửa nổi nửa chìm (rể bám trong. .. (mỗi loài thực vật ưa một dạng đạm khác nhau) Trong khi đó, một số loài vi khuẩn và tảo lại có khả năng sử dụng Sông, suối, nước mưa, nước thải có Nitơ phân tử nhờ quá trình cố định Nitơ Ammoniac chứa Nitrate và Hầu hết đạm NO3- được vi sinh vật, thực vật thủy sinh sử Cố định đạm quá trình dụng cho các sinh trưởng NO phát triển của chúng, sau đó bị lắng tụ ở bùn đáy Đạm chứa trong tảo và 2 N2O N2 bị . quá trình sinh học chuyển hóa các hợp chất chứa Nitơ được ứng dụng trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải. • Ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý các hợp chất chứa Nitơ trong nước và nước. CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT CHỨA NITƠ ĐƯỢC ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI 3.1. Sơ lược về chu trình của Nitơ trong môi trường nước tự nhiên Trong môi trường nước, . thành hệ thống có tính logic chặt chẽ. Đó cũng là lý do để đề tài tìm hiểu một vài quá trình sinh học loại bỏ Nitơ trong nước thải ra đời. SVTH: Võ Chí Tâm 1 MSSV: 0811110072 Khóa Luận Tốt Nghiệp