1. pH er en afgørende faktor, der påvirker nitrifikation
Den vigtigste funktionelle faktor ved nitrifikation er bakteriel aktivitet. Nitrificerende bakterier er meget følsomme over for pH. Under neutrale eller svagt alkaliske forhold (pH i området 8–9) er deres biologiske aktivitet størst, og nitrifikationsprocessen forløber hurtigt.
Under andre ekstreme pH-forhold, f.eks. når pH > 9,6 eller < 6,0, hæmmes den biologiske aktivitet af nitrificerende bakterier og har tendens til at ophøre. Når pH > 9,6 sker omdannelsen af NH₄⁺ til NO₂⁻ og NO₃⁻ stadig usædvanligt hurtigt, men ioniseringsligevægten for NH₄⁺ viser, at koncentrationen af NH₃ stiger kraftigt. Da nitrificerende bakterier er yderst følsomme over for NH₃, påvirker dette til sidst nitrifikationshastigheden.
Under sure betingelser, når pH < 7,0, falder nitrifikationshastigheden. Når pH < 6,5, falder nitrifikationshastigheden betydeligt. Når pH < 5,0, nærmer nitrifikationshastigheden sig nul.
2. Årsager til pH-fald under nitrifikation
Et fald i pH kan tilskrives to mulige årsager. For det første indeholder tilførslen stærke syrer, som sænker pH-værdien af den tilførte spildevand og dermed også sænker pH-værdien af blandingen.
For det andet fremgår det af nitrifikationsligningen, at omdannelsen af NH₃-N til NO₃⁻-N genererer mineralisk syrlighed (H⁺), hvilket forbruger en del af alkaliniteten. Hver gram NH₃-N, der omdannes til NO₃⁻-N, forbruger ca. 7,14 gram alkalinitet (udtrykt som CaCO₃). Derfor kan alkaliniteten i spildevandet blive udtømt, hvis alkaliniteten er utilstrækkelig og TKN-belastningen (totalt Kjeldahl-stikstof) er relativt høj. Dette medfører, at pH-værdien i blandingen falder under 7,0, hvilket reducerer eller hæmmer nitrifikationshastigheden.
Hvis der ikke er stærke syrer i tilført vand, er almindeligt kommunalt spildevand typisk let alkalisk, hvilket betyder, at pH-værdien generelt er over 7,0. I dette tilfælde afhænger pH-værdien primært af alkaliniteten i det tilførte spildevand.
Derfor bør man i en biologisk nitrifikationsreaktor gøre alt for at holde blandingens pH-værdi over 7,0. At opretholde en pH-værdi > 7,0 er en forudsætning for et vellykket biologisk nitrifikationssystem. For at styre pH-værdien præcist skal alkalinitetsberegninger udføres. Når pH < 6,5, er det nødvendigt at tilsætte alkali til spildevandet.
JIDE tilbyder pH-sensorer specielt designet til spildevandsrensning. De understøtter digital transmission og præcis måling. Udstyret med tre eksterne signalrelæfunktioner kan disse sensorer starte og stoppe doserpumper baseret på indstillede høje og lave pH-værdier. De anvendes bredt til pH-overvågning i nitrifikationsprocesser.
3. Udvidet produkt: Overvågning af organisk belastning – COD/BOD-onlineanalyser
JIDE's COD- og BOD-analyser til online-brug anvendes også almindeligt til overvågning af nitrifikationsreaktioner. Ved brug af en biologisk aeret filterproces (BAF) til nitrifikation og kvælstofafdrag afhænger fjernelsen af NH₄-N indtil et vist udstræk af den organiske belastning.
Når den organiske belastning let overstiger 3,0 kg BOD/(m³ medium•d), hæmmes fjernelsen af NH₃-N. Når den organiske belastning overstiger 4,0 kg BOD/(m³ medium•d), hæmmes fjernelsen af NH₃-N betydeligt. Derfor skal den organiske belastning reduceres, når der anvendes et biologisk aeret filter til samtidig kulstofafdrag og nitrifikation.
Når man designer en biologisk beluftet filterproces specifikt til fjernelse af organisk stof, skal der først vælges en passende BOD-volumenbelastning baseret på typen spildevand, der behandles, og den krævede kvalitet af udløbsvandet. Valget af BOD-volumenbelastning skal fastlægges ved analyse af faktiske driftsdata fra lignende spildevandsrenseanlæg, og der bør indregnes en sikkerhedsmargin i designet. Når et biologisk beluftet filter anvendes til samtidig fjerne kulstof og nitrifikation, skal den organiske belastning reduceres, og det er bedst at holde den organiske belastning under 2,0 kg BOD/(m³ medium•d).
EN
