Hiểu về vi khuẩn amôn hóa, biết cách tận dụng chúng sẽ giúp tối ưu hóa, nâng cao hiệu suất xử lý nước thải. Bài viết này hãy cùng Biogency khám phá về nhóm vi sinh vật thú vị này, vai trò của chúng trong xử lý Nitơ, Amonia.
Vi khuẩn amôn hóa là gì?
Vi khuẩn amôn hóa là những vi khuẩn có khả năng chuyển đổi Nitơ hữu cơ hoặc Amoni (NH₃) thành ion Amoni (NH₄⁺). Chúng tham gia vào quá trình Amon hóa (một trong những quá trình quan trọng thuộc chuỗi chu trình Nitơ tự nhiên).
Cụ thể hơn, trong tự nhiên tồn tại nhiều dạng hợp chất Nitơ hữu cơ từ xác động, thực vật, các chất thải, phân chuồng, phân xanh, rác,… Tuy nhiên, thực vật không có khả năng sử dụng trực tiếp Nitơ tự nhiên kể trên mà cần phải chuyển hóa, quá trình này gọi là amôn hóa.
Quá trình amôn hóa có sự tham gia của một số vi khuẩn có khả năng chuyển đổi Nitơ hoặc Amoni (NH₃) thành Amoni (NH4+), gọi là vi khuẩn amôn hóa. Ví dụ như Bacillus mycoides, Bacillus mesentericus, B. subtilis, Planosarcina ureae, Micrococcus ureae, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris, Clostridium sporogenes, …
Vai trò của vi khuẩn amôn hóa trong xử lý Nitơ, Amonia
Nitơ, Amoni (Ammonia) là chất ô nhiễm, khi hàm lượng của chúng trong nước thải cao, nếu không xử lý trước khi xả thải sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường, gây hại cho sinh vật dưới nước, đồng thời đe dọa đến sức khỏe của con người (amoni có thể chuyển hóa thành chất gây ung thư và nhiều bệnh nguy hiểm khác). Vì vậy, loại bỏ Nitơ, Amoni là bước thiết yếu trong quy trình xử lý nước thải, được các doanh nghiệp đặc biệt quan tâm khi mà chỉ tiêu Amoni ngày càng nghiêm ngặt.
Có nhiều phương pháp loại bỏ Nitơ, Amoni, trong đó phương pháp sinh học được ưa chuộng nhờ hiệu suất xử lý cao, dễ vận hành, chi phí hợp lý lại thân thiện môi trường.
Theo đó để xử lý Nitơ, Amoni cần diễn ra qua quá trình Nitrat hóa trước khi khử Nitrat và giải phóng khí Nitơ tự do lành tính có thể thải ra ngoài mà không gây ảnh hưởng đến môi trường.
Với khả năng chuyển đổi Nitơ hoặc Amoni (NH₃) thành ion amoni (NH₄⁺), vi khuẩn Amôn đóng vai trò quan trọng giúp chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có chứa Nitơ về dạng vô cơ là NH4+ và NH3 để có thể dễ dàng thực hiện quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat nhằm loại bỏ Nitơ ra khỏi nước thải. Cụ thể quá trình này như sau:
- Quá trình Nitrat hóa: Quá trình Nitrat hóa chuyển đổi Amoniac (NH3, NH4) thành Nitrit (NO2) nhờ vi khuẩn Nitrosomonas. Sau đó vi khuẩn Nitrobacter sẽ chuyển hóa NO2 thành NO3.
- Quá trình khử Nitrat: Tiến hành quá trình khử Nitrat bằng cách chuyển hóa NO3 thành khí Nitơ ở dạng khí tự do, giảm nồng độ Nitơ trong nước thải. Quá trình này được tham gia bởi các chủng vi sinh vật gồm Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Serratia, Pseudomonas và Achromobacter có khả năng khử Nitơ trong điều kiện thiếu khí.
Với nhiều ưu điểm vượt trội, chu trình này đã và đang được vận hành tại nhiều hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy, xí nghiệp, khu đô thị, dân cư… Tuy nhiên để áp dụng hiệu quả, đơn vị vận hành hệ thống xử lý nước thải cần nắm rõ các đặc điểm cũng như những yêu cầu cần có của quá trình Nitrat hóa, bao gồm:
- Nồng độ Amoniac dư, nếu không sẽ không thể hỗ trợ quá trình Nitrat hóa.
- Nồng độ pH để vi khuẩn hoạt động từ 6.0-9.0, khi tích hợp vào men vi sinh độ pH lý tưởng là từ 7.5-8.5.
- Độ kiềm: Mỗi mg/l Amoniac bị oxy hóa (chuyển thành Nitrat) cần 7,15 mg/l độ kiềm. Thông thường, các hệ thống được kiểm soát đến độ kiềm từ 100 - 200 mg/l CaCO3-.
- Oxy hòa tan đủ cho quá trình Nitrat diễn ra là DO >3.0 mg/L.
- Thời gian lưu nước bể sục khí tối thiểu là khoảng 4h.
- Thời gian lưu bùn trung bình MCRT, tuổi bùn và tỷ lệ F:M: Vi sinh vật hoạt động ở MCRTs > 10 ngày và tỷ lệ F:M thấp hơn.
- Nhiệt độ tối ưu của vi khuẩn Nitrat hóa là 30-36 độ C.
- Cần Orthophosphate làm chất dinh dưỡng
- Độc tính và chất ức chế quá trình Nitrat hóa: Chẳng hạn như Thiourea, Xyanua, Phenol, Anilin và kim loại nặng (bạc, đồng, niken, crom, thủy ngân và kẽm).
Đặc biệt, để tăng hiệu quả xử lý, nhiều đơn vị vận hành hệ thống xử lý nước thải đã và đang sử dụng bộ đôi men vi sinh Microbe-Lift N1 và Microbe-Lift IND. Trong đó:
- Microbe-Lift N1 là sản phẩm men vi sinh chứa 2 chủng Nitrosomonas và Nitrobacter giúp thúc đẩy quá trình Nitrat hóa diễn ra mạnh mẽ.
- Microbe-Lift IND chứa chủng Pseudomonas giúp khử Nitrat thành N2 hiệu quả.
Như vậy, vi khuẩn amôn hóa là những vi khuẩn chuyển hóa Nitơ hữu cơ về dạng dễ dàng thực hiện quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat nhằm loại bỏ Nitơ ra khỏi nước thải. Điều này có nghĩa vi khuẩn amôn hóa có vai trò cực kỳ quan trọng và không thể thiếu trong chu trình Nitơ, để xử lý nước thải đầu ra đạt chuẩn các chỉ tiêu về Nitơ.
Mong rằng với những chia sẻ trên bạn đã hiểu thêm về vi khuẩn amôn hóa cũng như vai trò của chúng trong xử lý Nitơ, đặc trưng Amoni. Đừng quên để được tư vấn chi tiết về các chủng vi sinh có khả năng thúc đẩy chu trình Nitơ cũng như các phương án nhằm làm tăng hiệu suất của quá trình Nitrat hóa và khử Nitrat hiệu quả, liên hệ ngay Biogency qua Hotline 0909 538 514.
>>> Xem thêm: Xử lý Nitơ trong nước thải triệt để với Microbe-Lift N1
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
