ENZYME XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Các sản phẩm vi sinh xử lý nước thải hoặc là có chứa enzyme, hoặc là tự bản thân vi sinh sẽ sản sinh ra enzyme để phân giải chất hữu cơ trong nước thải. Vậy chúng ta cần biết gì về enzyme và vai trò của enzyme xử lý nước thải? 

Enzyme là gì?

Enzyme là các polyme sinh học thúc đẩy các quá trình sinh học diễn ra. Nhờ có enzyme, các vi sinh vật tiêu hóa nhanh hơn các chất hữu cơ, trả lại sự trong lành cho nước. Enzyme là chất xúc tác sinh học được hình thành trong mọi tế bào sống, giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong hoạt động tế bào. Hầu như tất cả các phản ứng hóa học tế bào sống, đều cần sự tham gia của enzyme. Phần lớn các enzyme là protein; tuy nhiên, có một số phân tử RNA xúc tác gọi là ribozyme. 

Hình: Phản ứng của enzyme. Nguồn: Khan Academy

Enzyme không thay đổi cấu trúc hóa học sau khi tham gia phản ứng hóa học và được tái sử dụng. Chúng làm giảm năng lượng hoạt hóa và tăng tốc độ phản ứng sinh hóa. Enzyme có thể là nội bào (intracellular) hoặc ngoại bào (extracellular). Mỗi loại enzyme chỉ có tác dụng xúc tác cho một hoặc một vài chất nhất định. Cơ chất kết hợp Enzyme tại vị trí trung tâm hoạt động để tạo thành phức hợp enzyme – protein. Sản phẩm được tạo thành và enzyme E lại tiếp tục tạo thành phản ứng với chất khác.

Một số nhóm phi protein có thể kết hợp với phân tử Enzyme và tham gia phản ứng xúc tác của enzyme. Đó là những coenzyme, như nicotinamid adenine dinucleotide, coenzyme A, … và một số kim loại hoạt động như K, Mg, Fe, Cu, Co, Zn, Mn, Mo.

6 nhóm Enzyme trong xử lý nước thải

Oxidoreductase: chiu trách nhiệm các quá trình oxy hóa và khử trong tế bào.

Transferase: chịu trách nhiệm vận chuyển các nhóm hóa học từ cơ chất này sang cơ chất khác.

Hydrolase: thủy phân hydratecarbon, protein và lipid thành những phân tử nhỏ hơn (như β-galactosidase thủy phân lactose thành glucose và galactose)

Lyase: xúc tác tự nhiên sự thêm vào hoặc loại bỏ một nhóm phụ

Isomerase: xúc tác sự tạo thành các isomer,

Ligase: xúc tác sự kết nối 2 phân tử, sử dụng nguồn năng lượng như ATP.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme trong xử lý nước thải

• Nhiệt độ: sự gia tăng nhiệt độ làm tăng hoạt động của các enzyme. Điều kiện tối ưu cho hầu hết các enzyme là nhiệt độ vừa phải. Ở nhiệt độ cao, tại một điểm hoạt động nào đó sẽ bị giảm đáng kể khi đó các enzyme bị biến tính. 
• Độ tinh khiết: Enzyme tinh khiết trong dung dịch pha loãng biến tính nhanh hơn các enzyme trong chiết xuất thô. 
• pH: đa số các enzyme hoạt động trong khoảng pH trung tính, tối ưu trong khoảng pH tự nhiên. Sự thay đổi độ pH sẽ thay đổi trạng thái ion của dư lượng axit amin ở vị trí hoạt động và trong toàn bộ protein.
• Nồng độ chất xúc tác nền: ở nồng độ thấp, tỷ lệ phụ thuộc vào nồng độ. Nhưng ở nồng độ cao, tỷ lệ này độc lập với bất kỳ sự gia tăng thêm nồng độ chất nền. Khi còn ở nồng độ thấp, tốc độ phản ứng enzyme tỷ lệ với chất nền. Nguyên nhân là do bề mặt phân tử enzyme chưa bão hòa các phân tử cơ chất. Ở nồng độ cơ chất cao tốc độ phản ứng enzyme không tăng nữa.
• Nồng độ muối: khi nồng độ muối tăng gây vỡ các cấu trúc 3D, các protenin không tiếp nhận muối. Do đó biển đỏ còn gọi là biển chất.
• Ảnh hưởng các chất độc: khi trong cơ chất có các chất độc hại, các enzyme bị ức chế hoạt tính xúc tác.

Enzyme trong XLNT

Trong XLNT, các enzyme được phân lập, giúp hỗ trợ phân hủy các hợp chất hữu nhất định. Các enzyme trong xử lý nước thải được đóng gói dưới dạng các chế phẩm sinh học dạng bột hoặc nước để bổ sung vào hệ thống xử lý nước thải thúc đẩy hiệu quả xử lý. Vi sinh Organica chứa các chủng vi sinh khỏe mạnh sản sinh ra enzyme để xử lý nước thải. Organica được nhập khẩu Anh quốc, sử dụng rỗng rãi tại Ấn Độ, Châu Á và Châu Âu.

Bài liên quan:

Xử lý nước thải giấy bằng vi sinh WWT
Nguyên nhân bùn nổi trên bể lắng
Xử lý sinh học trong hệ thống xử lý nước thải
Xử lý kỵ khí trong bể UASB
Hiện tượng bọt nổi trong hệ thống xử lý nước thải