1. Hợp chất hữu cơ là gì?

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, muối: cacbonat, cacbua, xianua…).

Vd: CH4, C2H2, C6H6, CH3COOH, C2H5OH, C12H22O11

2. Phân loại hợp chất hữu cơ

2.1. Hiđrocacbon: Phân tử chỉ chứa nguyên tử cacbon và hiđro.

- Hiđrocacbon no: Chỉ có liên kết đơn.

- Hiđrocacbon không no: chứa liên kết bội.

- Hiđrocacbon thơm: chứa vòng benzen.

2.2. Dẫn xuất của hidrocacbon.

Phân tử của nguyên tử nguyên tố khác thay thế nguyên tử hiđro của hiđrocacbon ( dẫn xuất halogen, ancol, phenol, ete, andehit, xeton, axit, este, amin, hợp chất tạp chất chức, polime…

Phân loại hợp chất hữu cơ

2.3. Phân loại theo khả năng phân hủy

Trong nguồn nước thải tạp chất hữu cơ có thể chia thành hai dạng: có khả năng phân hủy bằng phương pháp sinh học (BOD) và khó phân hủy (COD). COD là chất hữu cơ bền trong môi trường.

2.4. Phân loại theo độ tan

Ngoài phân loại theo tính năng phân hủy trên, thành phần chất hữu cơ được phân loại theo nhóm tan và không tan hoặc tan và dạng hạt. BOD và COD nằm trong dạng chất hữu cơ tan trong nước.

Thành phần không tan hoặc khó tan chuyển hóa thành dạng tan thông qua nhiều loại cơ chế phân hủy, chủ yếu là quá trình thủy phân và quá trình oxy hóa do hoạt động của vi sinh vật. Các chất hữu cơ có kích thước nhỏ dễ phân hủy hơn so với kích thước lớn. Sản phẩm cuối cùng của các chất hữu cơ là nước và khí carbonic là thành phần vô cơ bền trong môi trường, không có khả năng tiếp tục phân hủy. Quá trình phân hủy chất hữu cơ còn được gọi là quá trình Kháng hóa.

3. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học

- Trong quá trình hiếu khí (chất nhận điện tử là oxy phân tử), vi sinh vật dị dưỡng hiếu khí sử dụng nguồn carbon hữu cơ để xây dựng tế bào (không tan) và oxy hóa chất hữu cơ để sản xuất năng lượng cho hoạt động của chúng và tạo ra sản phẩm bền là nước và khí carbonic.

- Trong quá trình phân hủy thiếu khí (không có mặt của oxy phân tử với tư cách là chất oxy hóa, chất nhận điện tử, nhưng có mặt các chất oxy hóa khác như nitrat, nitrit, sunfat...) chất hữu cơ được vi sinh vật thuộc dạng tùy nghi dị dưỡng sử dụng để xây dựng tế bào và sản xuất năng lượng thông qua phản ứng của chất hữu cơ với các chất oxy hóa không phải là oxy phân tử.

- Trong quá trình xử lý yếm khí (kỵ khí) thành phần chất hữu cơ được vi sinh vật sử dụng để xây dựng tế bào và sản xuất năng lượng thông qua quá trình lên men để sản xuất năng lượng. Sản phẩm cuối cùng của quá trình yếm khí là khí CO2 và CH4 (metan không bền).

- Trong quá trình xử lý nitơ bằng phương pháp sinh học. Tại quá trình hiếu khí các chất hữu cơ được các chủng Nitrosomonas và Nitrobacter sử dụng để tổng hợp tế bào, từ đó Amoni được chuyển hóa về dạng NO2- (nitrit) và NO3- (Nitrat). Trong môi trường thiếu khí chủng vi sinh Denitrificans tồn tại ở dạng kỹ khí tùy tiện sẽ tách oxy của Nitrit và Nitrat để oxy hóa chất hữu cơ, Nitơ phân tử tạo thành sẽ thoát ra khỏi nước.

- Trong quá trình tăng cường loại bỏ phospho bằng phương pháp sinh học. Chất hữu cơ được chủng loại vi sinh Acinobacter sử dụng để tích lũy trong tế bào với mục đích giải phóng phosphat ra ngoài môi trường. Đó là cơ chết sản xuất và tích lũy năng lượng của chúng.