Item: Cơ chế loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong nước
Rating: 6
Author: Tài liệu môi trường

Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa, các chất hữu cơ hòa tan, cả các chất keo và phân tán nhỏ trong nước thải cần được di chuyển vào bên trong tế bào của vi sinh vật.

Cơ chế loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong nước

Theo quan điểm gần đây, quá trình xử lý nước thải và vi sinh vật hấp thụ các chất bẩn là một quá trình gồm ba giai đoạn:

Di chuyển các chất gây ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt của tế bào vi sinh vật do khuyếch tán đối lưu và phân tử;
Di chuyển chất từ bề mặt ngoài tế bào qua màng bán thấm bằng khuyếch tan do sự chênh lệch nồng độ các chất ở trong và ngoài tế bào;
Quá trình chuyển hóa các chất ở trong tế bào vi sinh vật với sự sản sinh năng lượng và quá trình tổng hợp tế bào mới với sự hấp thụ năng lượng.

Các giai đoạn trên có quan hệ rất chặt chẽ với nhau và quá trình chuyển hóa các chất đóng vai trò chính trong quá trình xử lý chất thải.

Cơ chế quá trình chuyển hóa các chất ở trong tế bào vi sinh vật của quá trình sinh học hiếu khí bao gồm các quá trình: Oxy hóa (phân hủy) chất hữu cơ, tổng hợp tế bào (đồng hóa) và tự oxy hóa (hô hấp nội bào). Trong quá trình oxy hóa (phân hủy) chất hữu cơ, vi sinh vật sử dụng oxy để chuyển hóa các chất hữu thành các sản phẩm oxy hóa.

Quá trình này sinh ra năng lượng và vi sinh vật sử dụng năng lượng này để tổng hợp tế bào mới. Trong quá trình tổng hợp tế bào (đồng hóa), vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ, oxy, các chất dinh dưỡng N, P, vi lượng và năng lượng từ quá trình oxy hóa để tổng hợp nên tế bào mới. Bên cạnh quá trình tổng hợp tế bào cũng xảy ra quá trình tự ôxi hóa tế bào (hô hấp nội bào). Phương trình hóa học biểu diễn các quá trình như sau:

Oxy hóa (phân hủy) chất hữu cơ:

CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 => x CO2 + y/2 H2O + E

Tổng hợp tế bào (đồng hóa):

n CxHyOz + n NH3 + n(x + y/4 –z/2 – 5) O2 => (C5H7NO2)n (vi sinh vật) + n (x-5) CO2 + n/2 (y-4) H2O - E

Tự oxy hóa tế bào (hô hấp nội bào):

(C5H7NO2)n + 5n O2 => 5n CO2 + 2n H2O + n NH3 + E

Trong phản ứng trên CxHyOz là các chất hữu cơ của nước thải, còn C5H7NO2 là công thức theo tỉ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi sinh vật, E là năng lượng.