Vi khuẩn Amon hoá (Ammonia‑Oxidizing Bacteria – AOB) là gì?

Vi khuẩn Amon hoá (Ammonia‑Oxidizing Bacteria – AOB) là gì?

Vi khuẩn Amon hoá (AOB) là nhóm vi khuẩn chemoautotrophic chuyên dụng trong chu trình nitơ. Chúng thu năng lượng bằng cách oxy hóa amoniac (NH₃) hoặc ion amoni (NH₄⁺), sử dụng CO₂ là nguồn carbon duy nhất để xây tế bào. Quá trình này chuyển NH₃ thành nitrit (NO₂⁻), với enzyme chủ lực là ammonia monooxygenase (AMO) và hydroxylamine oxidoreductase (HAO). Đây là bước then chốt trong quá trình nitrat hoá toàn cầu.

Phân loại chủng AOB

• Những chi điển hình là Nitrosomonas và Nitrosospira (thuộc β‑Proteobacteria), hoạt động mạnh ở nước ngọt, đất, hệ thống xử lý nước thải.

• Ở môi trường biển, chi Nitrosococcus (γ‑Proteobacteria) là đại diện tiêu biểu.

• Ngoài ra, vi sinh cổ (Archaea) như Nitrosopumilus (Ammonia‑Oxidizing Archaea – AOA) cũng có khả năng oxy hóa amoniac — thường ưu thế ở môi trường amoniac thấp và điều kiện khắc nghiệt.

Sự khác biệt giữa Amon hoá và Nitrat hoá

• Amon hoá (Ammonification): do vi khuẩn dị dưỡng và nấm thực hiện, chuyển nitơ hữu cơ (protein, ure, xác bã) thành NH₄⁺ hoặc NH₃. Đây là bước đầu tiên cung cấp nguyên liệu cho chu trình nitơ.

• Nitrat hoá (Nitrification) gồm hai bước:

  1. AOB chuyển NH₃/NH₄⁺ thành NO₂⁻, cung cấp nền tảng cho bước tiếp theo.

  2. NOB (Nitrite-Oxidizing Bacteria) chuyển NO₂⁻ thành NO₃⁻.

Dù AOB không trực tiếp tham gia amon hoá, chúng phụ thuộc 100% vào sản phẩm của quá trình này để thực hiện chức năng chuyển hóa amoniac thành nitrit.

Vai trò sinh học của AOB trong xử lý nước thải

1. Vì sao cần xử lý nitơ trong nước thải?

• Phú dưỡng (eutrophication): NH₄⁺ và NO₃⁻ thúc đẩy tảo nở hoa, cạn kiệt oxy, gây chết sinh vật thủy sinh.

• Độc tính sinh học: NH₃ độc hại, gây tổn thương mang, hệ thần kinh ở cá.

• Ảnh hưởng sức khỏe: NO₃⁻ trong nước uống cao gây hội chứng “em bé tím” (methemoglobinemia) ở trẻ; còn có thể chuyển hóa thành nitrosamine – chất gây ung thư.

• Nếu để amoniac thải ra tự nhiên, quá trình nitrat hoá tiêu tốn lượng lớn oxy, có thể dẫn đến thiếu oxy và mùi hôi kị khí.

2. Chuỗi xử lý nitơ theo hệ sinh học

• Amon hoá: Biến nitơ hữu cơ thành NH₄⁺ trong giai đoạn sơ xử lý hoặc tiền xử lý.

• Nitrat hoá (hiếu khí):

  • AOB như Nitrosomonas chuyển NH₃ → NO₂⁻.

  • NOB như Nitrobacter/Nitrospira chuyển NO₂⁻ → NO₃⁻

  • Khử nitrat (Denitrification) (kỵ khí/thiếu khí):

  • Vi khuẩn khử nitrat (Pseudomonas, Thiobacillus, Serratia…) sử dụng NO₃⁻ làm nhận electron cuối, sinh khí N₂

AOB là mắt xích then chốt – nếu không hoạt động, amoniac tích tụ, hệ thống không thể chuyển sang khử nitrat.

Yêu cầu để tối ưu hiệu suất AOB và Amon hoá

1. O₂ hòa tan (DO):

   • AOB cần môi trường hiếu khí bắt buộc, DO tối ưu 2–4 mg/L trong bể nitrat hoá; thiếu hụt dẫn đến tích tụ amoni

2. pH:

   • Phạm vi hoạt động: 7.5–8.5; pH < 6.5 hoặc > 9.0 đều ức chế AOB hoặc làm tăng NH₃ độc hại .

   • Cần bổ sung kiềm như vôi hoặc soda để giữ mức pH ổn định.

3. Nhiệt độ:

   • Hiệu quả cao nhất ở 25–35 °C.

   • Nhiệt độ < 15 °C làm chậm hoạt động; > 40 °C có thể gây chết vi khuẩn

4. Tạp chất và kim loại nặng:

   • Chất độc như đồng, chì, kẽm, thủy ngân, hóa chất hữu cơ có thể kìm hãm AOB.

   • Cần tiền xử lý để loại bỏ những chất này.

5. Cuộc cạnh tranh với vi khuẩn dị dưỡng:

   • AOB tự dưỡng nên không tiêu thụ chất hữu cơ. Nếu C/N cao, vi khuẩn dị dưỡng sẽ tăng mạnh, cạnh tranh O₂ và mặt tiếp xúc .

6. Quản lý bùn hoạt tính & bổ sung vi sinh:

   • Duy trì điện tích MLSS ổn định.

   • Khi hệ bị sốc tải hoặc khởi động lại, nên bổ sung men vi sinh chứa Nitrosomonas và Nitrobacter (Microbe‑Lift N1, IND…) để phục hồi hệ thống

Ứng dụng thực tiễn tại hệ thống xử lý của Sowato

Công ty Sowato cung cấp giải pháp toàn diện và chuyên nghiệp, tích hợp quy trình bao gồm: tiền xử lý → amon hoá → nitrat hoá – khử nitrat → khử trùng. Công nghệ sử dụng: bể hiếu khí, anoxic, anaerobic, công nghệ AAO hoặc MBBR/SBR tùy case

• Cung cấp khí & thiết bị sục khí tốt đảm bảo DO cho AOB hoạt động liên tục.

• Hệ thống điều chỉnh pH & nhiệt độ giữ môi trường tối ưu.

• Tiền xử lý: Loại bỏ kim loại nặng, chất độc trước khi vào bể sinh học.

• Tăng cường vi sinh: Bổ sung men chuyên biệt để khởi động hệ và tăng tốc quá trình nitrat hoá.

Kết luận

Vi khuẩn Amon hoá (AOB) là bước mở đầu, không thể thiếu trong chu trình nitơ, chịu trách nhiệm chuyển NH₃ thành NO₂⁻ – mở đường cho quá trình khử nitrat và tách khí N₂. Để đạt hiệu suất tối ưu, hệ thống xử lý phải đảm bảo các điều kiện (DO, pH, nhiệt độ, không độc chất, ổn định MLSS và điều chỉnh vi sinh…), như giải pháp mà Công ty Sowato cung cấp. Khi được vận hành đúng cách, hệ thống sẽ thải ra nước đạt chuẩn, bảo vệ môi trường, hạn chế nguy cơ phú dưỡng và nguy hiểm về sức khỏe.

Khác hàng quan tâm xin liên hệ vơi chúng tôi:

 Website: https://sowato.vn/

 Hotline: 0933357268

Địa chỉ: 143 Tây Sơn, P. Tân Quý, Q. Tân Phú, TP. HCM

VPDD: 45A Cửu Long, P2, Tân Bình, TP. HCM

FB: https://www.facebook.com/sowato.vn