١. تُعَدّ درجة الحموضة (pH) عاملاً حاسماً يؤثر في عملية النترجة
أهم عامل وظيفي في عملية النترجة هو النشاط البكتيري. وتكون البكتيريا النترية شديدة الحساسية تجاه درجة الحموضة (pH). ففي الظروف المحايدة أو القلوية قليلاً (أي عندما تكون درجة الحموضة ضمن المدى ٨–٩)، يبلغ نشاطها البيولوجي أقصى درجاته، وتتم عملية النترجة بسرعة كبيرة.
أما في ظل ظروف درجة الحموضة القصوى الأخرى، مثلما يحدث عند ارتفاع درجة الحموضة فوق ٩,٦ أو انخفاضها دون ٦,٠، فإن النشاط البيولوجي للبكتيريا النترية يتباطأ ويُثبَّط تدريجياً حتى يتوقف كلياً. وعندما تتجاوز درجة الحموضة ٩,٦، فإن التحويل من أيون الأمونيوم (NH₄⁺) إلى نيتروجين آزوتي (NO₂⁻) ونيتروجين نتراتي (NO₃⁻) لا يزال سريعاً بشكل غير معتاد، لكن توازن التأين لأيون الأمونيوم (NH₄⁺) يشير إلى أن تركيز الأمونيا (NH₃) يزداد بسرعة كبيرة. وبما أن البكتيريا النترية شديدة الحساسية تجاه الأمونيا (NH₃)، فإن ذلك يؤثر في النهاية على معدل النترجة.
في الظروف الحمضية، وعندما يكون الرقم الهيدروجيني (pH) أقل من ٧٫٠، يتباطأ معدل الترسيب النتروجيني. وعندما يكون الرقم الهيدروجيني أقل من ٦٫٥، ينخفض معدل الترسيب النتروجيني بشكل ملحوظ. وعندما يكون الرقم الهيدروجيني أقل من ٥٫٠، يقترب معدل الترسيب النتروجيني من الصفر.
٢. أسباب انخفاض الرقم الهيدروجيني أثناء عملية الترسيب النتروجيني
يمكن أن يُعزى انخفاض الرقم الهيدروجيني إلى سببين محتملين. أولًا، قد تحتوي المياه الداخلة على أحماض قوية تخفض الرقم الهيدروجيني للمياه العادمة الداخلة، وبالتالي تقلّل الرقم الهيدروجيني لمزيج السائل المختلط.
ثانيًا، وكما يوضح معادلة الترسيب النتروجيني، فإن تحويل الأمونيا-النيتروجين (NH₃-N) إلى نترات-النيتروجين (NO₃⁻-N) يولّد حموضة معدنية (أيونات H⁺)، والتي تستهلك جزءًا من القلوية. ويستهلك كل غرام من الأمونيا-النيتروجين (NH₃-N) المحول إلى نترات-النيتروجين (NO₃⁻-N) ما يقارب ٧٫١٤ غرام من القلوية (معبرًا عنها ككربونات الكالسيوم CaCO₃). ولذلك، عندما تكون القلوية في المياه العادمة غير كافية، ويكون الحمل الكلي لنيتروجين كيلدال (TKN) مرتفعًا نسبيًّا، فقد تنفد القلوية الموجودة في المياه العادمة. وهذا يؤدي إلى انخفاض الرقم الهيدروجيني لمزيج السائل المختلط إلى ما دون ٧٫٠، مما يقلّل أو يثبّط معدل الترسيب النتروجيني.
إذا لم تكن هناك أحماض قوية موجودة في المياه الداخلة، فإن مياه الصرف الصحي البلدية العادية تكون عادةً قلوية قليلاً، أي أن درجة الحموضة (pH) تكون عمومًا أعلى من 7.0. وفي هذه الحالة، تعتمد درجة الحموضة بشكل رئيسي على القلوية الموجودة في مياه الصرف الداخلة.
وبالتالي، في المفاعل البيولوجي للنترجة، يجب بذل كل جهد ممكن للتحكم في درجة حموضة الخليط المعلق بحيث تبقى أعلى من 7.0. والحفاظ على درجة حموضة > 7.0 شرطٌ أساسيٌّ لتشغيل نظام نترجة بيولوجي ناجح. وللتحكم الدقيق في درجة الحموضة، يجب إجراء حسابات القلوية. وعندما تكون درجة الحموضة < 6.5، يصبح من الضروري إضافة قاعدة إلى مياه الصرف.
تقدم شركة JIDE أجهزة استشعار لقياس درجة الحموضة مصممة خصيصًا لعمليات معالجة مياه الصرف الصحي. وهي تدعم الإرسال الرقمي والقياس الدقيق. ومزودة بوظائف ثلاثية للمرحل الإشاري الخارجي، ويمكن لهذه الأجهزة تشغيل أو إيقاف مضخات التغذية استنادًا إلى قيمتي درجة الحموضة المحددة العليا والدنيا. وتُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع لمراقبة درجة الحموضة في عمليات النترجة.
3. المنتج الموسع: مراقبة الحمل العضوي — محلِّلات COD/ BOD الإلكترونية
محلِّلات COD وBOD الإلكترونية من شركة جيدي تُستخدم أيضًا بشكل شائع لمراقبة التفاعلات النترية. وعند استخدام عملية الفلتر الهوائي البيولوجي (BAF) للنترجة وإزالة النيتروجين، فإن إزالة أيون الأمونيوم (NH₄-N) تعتمد جزئيًّا على الحمل العضوي.
وعندما يتجاوز الحمل العضوي قليلًا قيمة ٣٫٠ كجم BOD/(م³ وسط•يوم)، فإن إزالة الأمونيا (NH₃-N) تَنخَفِض. وعندما يتجاوز الحمل العضوي قيمة ٤٫٠ كجم BOD/(م³ وسط•يوم)، فإن إزالة الأمونيا (NH₃-N) تَنخَفِض بشكل ملحوظ. ولذلك، عند استخدام الفلتر الهوائي البيولوجي لإزالة الكربون والنترجة في آنٍ واحد، يجب خفض الحمل العضوي.
عند تصميم عملية مرشح هوائي بيولوجي خصيصًا لإزالة المواد العضوية، يجب أولاً اختيار حمل الحجمي لـ BOD المناسب استنادًا إلى نوع مياه الصرف المعالجة والجودة المطلوبة لمياه التصريف. ويجب تحديد حمل الحجمي لـ BOD من خلال تحليل البيانات التشغيلية الفعلية المستخلصة من محطات معالجة مياه الصرف المشابهة، مع ترك هامش أمان في التصميم. وعند استخدام المرشح الهوائي البيولوجي لإزالة الكربون والنيترجة في آنٍ واحد، يجب تخفيض الحمل العضوي، ومن الأفضل أن يظل الحمل العضوي أقل من ٢٫٠ كجم BOD/(م³ من الوسيط•يوم).
EN
