QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁ

QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁ Trong nước thải có chứa 2 loại chất dinh dưỡng cần sự quan tâm hàng đầu đó là nitrogen và phosphorus. Các sinh vật đều cần hai dưỡng chất này để phát triển. Tuy nhiên nếu chúng hiện diện ở số lượng lớn sẽ làm mất cân bằng dinh dưỡng trong thủy vực đưa đến một số loài sẽ phát triển nhanh trong khi một số loài có thể giảm số lượng cá thể hoặc tiêu diệt hoàn toàn. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁ QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁTrong nước thải có chứa 2 loại chất dinhdưỡng cần sự quan tâm hàng đầu đó lànitrogen và phosphorus. Các sinh vật đều cầnhai dưỡng chất này để phát triển. Tuy nhiênnếu chúng hiện diện ở số lượng lớn sẽ làmmất cân bằng dinh dưỡng trong thủy vực đưađến một số loài sẽ phát triển nhanh trong khimột số loài có thể giảm số lượng cá thể hoặctiêu diệt hoàn toàn. Các nguồn chính của 2loại dưỡng chất này là bột giặt (nước thải sinhhoạt), phân bón, và nước thải các nhà máychế biến thực phẩm.Trong các thủy vực nitrogen có thể trải quaquá trình nitrát hóa và khử nitrát như sau:Quá trình nitrat hóaQuá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinhhóa nitơ của các muối amon đầu tiên thànhnitrit và sau đó thành nitrat trong điều kiệnthích ứng (có oxy và nhiệt độ trên 4oC).Vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hóa gồm có2 nhóm: Vi khuẩn nitrit: oxy hóa amoniac thành  nitrit hoàn thành giai đoạn thứ nhất; Vi khuẩn nitrat: oxy hóa nitrit thành nitrat,  hoàn thành giai đoạn thứ hai.Các phản ứng được biễu diễn qua cácphương trình sau: Nitrosomonas2NH3 + ------------ (1.7) 2HNO2 + 2H2O -3O2 Nitrobacter2HNO2 + --------- (1.8) 2HNO3 ---O2hoặc:(NH4)2CO3 + 3O2 = (1.9)2HNO2 + CO2 + 3H2O2HNO2 + O2 = 2 (1.10)HNO3Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanhgấp 3 lần so với giai đoạn hai. Bằng thựcnghiệm người ta đã chứng minh rằng lượngoxy tiêu hao để oxy hóa 1mg nitơ của muốiamon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O2, cònở giai đoạn tạo nitrat là 4,5 mg O2. Sự có mặtcủa nitrat trong nước thải phản ánh mức độkhoáng hóa hoàn thành các chất bẩn hữu cơ.Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọngtrong kỹ thuật xử lý nước thải. Trước tiên nóphản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữucơ như đã trình bày ở trên. Nhưng quan trọnghơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được mộtlượng oxy dự trữ có thể dùng để oxy hóa cácchất hữu cơ không chứa nitơ khi lượng oxy tựdo (lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàncho quá trình đó.Quá trình khử nitratQuá trình khử nitrat là quá trình tách oxy khỏinitrit, nitrat dưới tác dụng của các vi khuẩnyếm khí (vi khuẩn khử nitrat). Oxy được táchra từ nitrit và nitrat được dùng lại để oxy hóacác chất hữu cơ. Lượng oxy được giải phóngtrong quá trình khử nitrit N2O3 là 2,85 mgoxy/1mg nitơ. Nitơ được tách ra ở dạng khí sẽbay vào khí quyển. QUÁ TRÌNH NITRÁT HOÁ - KHỬ NITRÁT HOÁTrong nước thải có chứa 2 loại chất dinhdưỡng cần sự quan tâm hàng đầu đó lànitrogen và phosphorus. Các sinh vật đều cầnhai dưỡng chất này để phát triển. Tuy nhiênnếu chúng hiện diện ở số lượng lớn sẽ làmmất cân bằng dinh dưỡng trong thủy vực đưađến một số loài sẽ phát triển nhanh trong khimột số loài có thể giảm số lượng cá thể hoặctiêu diệt hoàn toàn. Các nguồn chính của 2loại dưỡng chất này là bột giặt (nước thải sinhhoạt), phân bón, và nước thải các nhà máychế biến thực phẩm.Trong các thủy vực nitrogen có thể trải quaquá trình nitrát hóa và khử nitrát như sau:Quá trình nitrat hóaQuá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinhhóa nitơ của các muối amon đầu tiên thànhnitrit và sau đó thành nitrat trong điều kiệnthích ứng (có oxy và nhiệt độ trên 4oC).Vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hóa gồm có2 nhóm: Vi khuẩn nitrit: oxy hóa amoniac thành  nitrit hoàn thành giai đoạn thứ nhất; Vi khuẩn nitrat: oxy hóa nitrit thành nitrat,  hoàn thành giai đoạn thứ hai.Các phản ứng được biễu diễn qua cácphương trình sau: Nitrosomonas (1.7) ------------ -2NH3 + 2HNO2 + 2H2O3O2 Nitrobacter2HNO2 + --------- (1.8) 2HNO3 ---O2hoặc:(NH4)2CO3 + 3O2 = (1.9)2HNO2 + CO2 + 3H2O2HNO2 + O2 = 2 (1.10)HNO3Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanhgấp 3 lần so với giai đoạn hai. Bằng thựcnghiệm người ta đã chứng minh rằng lượngoxy tiêu hao để oxy hóa 1mg nitơ của muốiamon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O2, cònở giai đoạn tạo nitrat là 4,5 mg O2. Sự có mặtcủa nitrat trong nước thải phản ánh mức độkhoáng hóa hoàn thành các chất bẩn hữu cơ.Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọngtrong kỹ thuật xử lý nước thải. Trước tiên nóphản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữucơ như đã trình bày ở trên. Nhưng quan trọnghơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được mộtlượng oxy dự trữ có thể dùng để oxy hóa cácchất hữu cơ không chứa nitơ khi lượng oxy tựdo (lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàncho quá trình đó.Quá trình khử nitratQuá t ...