Duy trì hệ vi khuẩn có lợi oxy hóa Amoniac (NH3) và Nitrite (NO2) là một thách thức trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp nói chung và xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản nói riêng.
Các ammonia và Nitrite đều là những chất gây ô nhiễm chính trong nước thải và cần được loại bỏ trước khi thải ra môi trường. Nếu biết ứng dụng và duy trì vi khuẩn có lợi để loại bỏ, các nhà máy xử lý nước thải sẽ dễ vận hành hơn nhiều và không phải lo lắng khi các chất độc hại trên có trong nước thải.
Đối với mô hình ao nuôi tôm thì NH3 và NO2 là sản sản phẩm của quá trình Nitơ hữu cơ có nguồn gốc từ lượng đạm có trong nước gây ra tình trạng tôm tấp mé, nổi đầu, chậm lớn, dễ nhiễm bệnh đặc biệt là có thể chết hàng loạt. Khi hàm lượng đạm cao, kết hợp với Hemocyanin trong máu tôm làm mất khả năng vận chuyển oxy trong máu khiến tôm bị ngạt. Tôm bị ngạt mãn tính sẽ yếu, dễ mắc bệnh hoặc chết khi sốc môi trường. Với cá nuôi, Nitrite ngăn cản Hemoglobin tiếp nhận oxy và gây độc cho cá.
Nhưng tại sao các chủng vi khuẩn oxy hóa ammonium thành nitrate và vi khuẩn oxy hóa nitrate (NOB) lại hoạt động chưa thực sự hiệu quả trong nước thải? Dưới đây là những lý di giải thích cho điều này
Vi sinh vật nitrat hóa (nitrifiers – AOB/NOA) là những vi khuẩn tăng trưởng chậm
So với hầu hết các loài vi khuẩn dị dưỡng trong nước thải, nitrifier là những chủng vi khuẩn có sự phát triển chậm. Ngay cả trong điều kiện tốt nhất, AOB mất tới 12 giờ để phân chia tế bào. Trong khi đó các vi khuẩn dị dưỡng phổ biến có thể phân chia cứ sau 30 – 60 phút.
Vi sinh vật nitrat hóa thu được ít năng lượng hơn từ quá trình trao đổi chất
Một cách thú vị để nói rằng cả AOB & NOB không nhận được nhiều năng lượng từ quá trình oxy hóa amoniac và nitrit khi so sánh với các vi khuẩn phân hủy BOD (hữu cơ).
Chúng yêu cầu nguồn oxy dồi dào
Nhiều vi khuẩn nước thải có thể phát triển mạnh khi hàm lượng oxy hòa tan DO dưới 1 mg/L. Nhưng quá trình oxy hóa amoniac thành nitrat đòi hỏi rất nhiều oxy. Do đó, AOB & NOB hoạt động tốt nhất khi oxy trong nước phong phú.
Dễ bị ức chế hoặc tiêu diệt
Vi sinh vật nitrat hóa bị ức chế bởi nhiều hợp chất phổ biến. Trong khi có rất nhiều hợp chất trong nước thải công nghiệp, vi sinh vật nitrat hóa dễ bị ức chế bởi các amine, dung môi, sulfide và phenol. Ngay cả tải trọng hữu cơ cao, hàm lượng oxy hòa tan DO thấp cũng dẫn đến ức chế hoạt động của vi sinh vật nitrat hóa.
Có phạm vi môi trường hẹp để tăng trưởng
Tăng trưởng tốt nhất của các vi sinh vật nitrat hóa ở pH trong khoảng 7,5 – 8.2. Nhiệt độ 20 – 38oC. Ngoài phạm vi này, tốc độ tăng trưởng giảm xuống mức tới hạn.
Để chắc chắn rằng vi sinh vật nitrat hóa phát triển tốt:
- Kiểm tra DO của nước thải thường xuyên.
- Là tuổi bùn của bạn đủ lâu để ngăn chặn rửa trôi vi sinh vật nitrat hóa. Nếu tuổi bùn
- Cải thiện việc theo dõi các quần thể AOB/NOB bằng cách sử dụng kết hợp xét nghiệm phân tử (DNA). MCA tìm thấy các vi sinh vật nitrat hóa có mặt.
Những nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học Châu Á là Junqian Gao (2018) đã tìm ra một chủng vi sinh đơn thuộc nhóm Bacillus có khả năng xử lý NH3, NO2trong ao tôm hiệu quả. Đó là vi khuẩn Bacillus megaterium S379, chúng có tỷ lệ loại bỏ nitrite rất cao và có khả năng thích ứng với môi trường tuyệt vời. Hy vọng rằng chủng vi khuẩn này sẽ nhanh chóng được sản xuất thương mại để phục vụ cho xử lý nitrite trong nuôi trồng thủy sản.
