1. Το pH είναι κρίσιμος παράγοντας που επηρεάζει τη νιτροποίηση
Ο σημαντικότερος λειτουργικός παράγοντας στη νιτροποίηση είναι η βακτηριακή δραστηριότητα. Τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στο pH. Σε ουδέτερες ή ελαφρώς αλκαλικές συνθήκες (pH στο εύρος 8–9), η βιολογική τους δραστηριότητα είναι μέγιστη και η διαδικασία νιτροποίησης προχωρά με μεγάλη ταχύτητα.
Υπό άλλες ακραίες συνθήκες pH, όπως όταν το pH > 9,6 ή < 6,0, η βιολογική δραστηριότητα των νιτροποιητικών βακτηρίων καταστέλλεται και τείνει να σταματήσει. Όταν το pH > 9,6, παρόλο που η μετατροπή του NH₄⁺ σε NO₂⁻ και NO₃⁻ συνεχίζεται εξαιρετικά γρήγορα, η ισορροπία ιοντισμού του NH₄⁺ δείχνει ότι η συγκέντρωση της NH₃ αυξάνεται δραματικά. Δεδομένου ότι τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην NH₃, αυτό τελικά επηρεάζει το ρυθμό νιτροποίησης.
Σε όξινες συνθήκες, όταν το pH < 7,0, ο ρυθμός νιτροποίησης επιβραδύνεται. Όταν το pH < 6,5, ο ρυθμός νιτροποίησης μειώνεται σημαντικά. Όταν το pH < 5,0, ο ρυθμός νιτροποίησης πλησιάζει το μηδέν.
2. Αιτίες της μείωσης του pH κατά τη διάρκεια της νιτροποίησης
Η μείωση του pH μπορεί να οφείλεται σε δύο πιθανές αιτίες. Πρώτον, η εισροή περιέχει ισχυρά οξέα, τα οποία μειώνουν το pH των εισερχόμενων λυμάτων και, κατά συνέπεια, μειώνουν το pH του μειγματικού λύματος.
Δεύτερον, όπως προκύπτει από την εξίσωση της νιτροποίησης, η μετατροπή του NH₃-N σε NO₃⁻-N παράγει μεταλλική οξύτητα (H⁺), η οποία καταναλώνει μέρος της αλκαλικότητας. Για κάθε γραμμάριο NH₃-N που μετατρέπεται σε NO₃⁻-N, καταναλώνονται περίπου 7,14 γραμμάρια αλκαλικότητας (ως CaCO₃). Ως εκ τούτου, όταν η αλκαλικότητα των λυμάτων είναι ανεπαρκής και το φορτίο TKN (Συνολικό Κιελντάλ Άζωτο) είναι σχετικά υψηλό, η αλκαλικότητα των λυμάτων μπορεί να εξαντληθεί. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του pH του μειγματικού λύματος κάτω του 7,0, με αποτέλεσμα τη μείωση ή την καταστολή του ρυθμού νιτροποίησης.
Εάν δεν υπάρχουν ισχυρά οξέα στην εισερχόμενη ρύπανση, η συνήθης αστική λύματα είναι συνήθως ελαφρώς αλκαλικά, πράγμα που σημαίνει ότι το pH είναι κατά κανόνα πάνω από 7,0. Σε αυτήν την περίπτωση, το pH εξαρτάται κυρίως από την αλκαλικότητα των εισερχόμενων λυμάτων.
Ως εκ τούτου, σε ένα βιολογικό αντιδραστήρα νιτροποίησης, πρέπει να καταβληθούν όλες οι δυνατές προσπάθειες για τον έλεγχο του pH του μείγματος λυμάτων πάνω από 7,0. Η διατήρηση του pH > 7,0 αποτελεί προϋπόθεση για την επιτυχή λειτουργία ενός βιολογικού συστήματος νιτροποίησης. Για τον ακριβή έλεγχο του pH, πρέπει να πραγματοποιηθούν υπολογισμοί αλκαλικότητας. Όταν το pH < 6,5, είναι απαραίτητη η προσθήκη αλκαλικού παράγοντα στα λύματα.
Η JIDE προσφέρει αισθητήρες pH ειδικά σχεδιασμένους για διαδικασίες επεξεργασίας λυμάτων. Υποστηρίζουν ψηφιακή μετάδοση και ακριβή μέτρηση. Εξοπλισμένοι με τρεις εξωτερικές λειτουργίες ρελέ σήματος, οι αισθητήρες αυτοί μπορούν να ενεργοποιούν και να απενεργοποιούν αντλίες δόσης βάσει καθορισμένων ορίων υψηλού και χαμηλού pH. Χρησιμοποιούνται ευρέως για την παρακολούθηση του pH σε διαδικασίες νιτροποίησης.
3. Επεκτεταμένο προϊόν: Παρακολούθηση οργανικού φορτίου – Αναλυτές COD/BOD σε πραγματικό χρόνο
Οι διαδικτυακοί αναλυτές COD και BOD της JIDE χρησιμοποιούνται επίσης συχνά για την παρακολούθηση σε αντιδράσεις νιτροποίησης. Κατά τη χρήση μιας βιολογικής αεριζόμενης φίλτρου (BAF) για νιτροποίηση και αφαίρεση αζώτου, η αφαίρεση NH₄-N εξαρτάται εν μέρει από το οργανικό φορτίο.
Όταν το οργανικό φορτίο υπερβαίνει ελαφρώς τα 3,0 kg BOD/(m³ μέσου•ημέρα), η αφαίρεση NH₃-N καθυστερεί. Όταν το οργανικό φορτίο υπερβαίνει τα 4,0 kg BOD/(m³ μέσου•ημέρα), η αφαίρεση NH₃-N καθυστερεί σημαντικά. Ως εκ τούτου, κατά τη χρήση βιολογικού αεριζόμενου φίλτρου για ταυτόχρονη αφαίρεση άνθρακα και νιτροποίηση, το οργανικό φορτίο πρέπει να μειωθεί.
Κατά τον σχεδιασμό μιας διαδικασίας βιολογικού αεριζόμενου φίλτρου ειδικά για την απομάκρυνση οργανικής ύλης, πρέπει κατ’ αρχήν να επιλεγεί κατάλληλο όγκος φορτίου ΒΟΔ, βάσει του τύπου των αποβλήτων που επεξεργάζονται και της απαιτούμενης ποιότητας των αποχετευόμενων υδάτων. Η επιλογή του όγκου φορτίου ΒΟΔ πρέπει να καθοριστεί με βάση την ανάλυση πραγματικών δεδομένων λειτουργίας από παρόμοια εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων, ενώ στον σχεδιασμό πρέπει να προβλεφθεί περιθώριο ασφαλείας. Όταν χρησιμοποιείται βιολογικό αεριζόμενο φίλτρο για ταυτόχρονη απομάκρυνση άνθρακα και νιτροποίηση, το οργανικό φορτίο πρέπει να μειωθεί, ενώ είναι προτιμότερο να διατηρείται κάτω των 2,0 kg ΒΟΔ/(m³ μέσου•ημέρα).
EN
