1. pH merupakan Faktor Kritis yang Mempengaruhi Nitrifikasi
Faktor fungsional paling penting dalam nitrifikasi adalah aktivitas bakteri. Bakteri nitrifikasi sangat sensitif terhadap pH. Dalam kondisi netral atau sedikit basa (pH pada kisaran 8–9), aktivitas biologisnya paling kuat, sehingga proses nitrifikasi berlangsung secara cepat.
Dalam kondisi pH ekstrem lainnya, seperti saat pH > 9,6 atau < 6,0, aktivitas biologis bakteri nitrifikasi terhambat dan cenderung berhenti. Ketika pH > 9,6, meskipun konversi NH₄⁺ menjadi NO₂⁻ dan NO₃⁻ tetap berlangsung secara tidak biasa cepat, kesetimbangan ionisasi NH₄⁺ menunjukkan bahwa konsentrasi NH₃ meningkat pesat. Karena bakteri nitrifikasi sangat sensitif terhadap NH₃, hal ini pada akhirnya memengaruhi laju nitrifikasi.
Dalam kondisi asam, ketika pH < 7,0, laju nitrifikasi melambat. Ketika pH < 6,5, laju nitrifikasi menurun secara signifikan. Ketika pH < 5,0, laju nitrifikasi mendekati nol.
2. Penyebab Penurunan pH Selama Nitrifikasi
Penurunan pH dapat disebabkan oleh dua kemungkinan. Pertama, aliran masuk mengandung asam kuat, yang menurunkan pH air limbah masuk dan akibatnya mengurangi pH campuran lumpur aktif.
Kedua, seperti ditunjukkan oleh persamaan nitrifikasi, konversi NH₃-N menjadi NO₃⁻-N menghasilkan keasaman mineral (H⁺), yang mengonsumsi sebagian alkalinitas. Setiap gram NH₃-N yang dikonversi menjadi NO₃⁻-N mengonsumsi sekitar 7,14 gram alkalinitas (dinyatakan sebagai CaCO₃). Oleh karena itu, ketika alkalinitas dalam air limbah tidak mencukupi dan beban TKN (Total Kjeldahl Nitrogen) relatif tinggi, alkalinitas dalam air limbah dapat habis terpakai. Hal ini menyebabkan pH campuran lumpur aktif turun di bawah 7,0, sehingga menurunkan atau menghambat laju nitrifikasi.
Jika tidak ada asam kuat yang hadir dalam aliran masuk, air limbah perkotaan biasanya bersifat sedikit basa, artinya pH-nya umumnya di atas 7,0. Dalam hal ini, pH terutama bergantung pada alkalinitas air limbah yang masuk.
Oleh karena itu, dalam reaktor nitrifikasi biologis, semua upaya harus dilakukan untuk mengendalikan pH campuran (mixed liquor) di atas 7,0. Mempertahankan pH > 7,0 merupakan prasyarat bagi keberhasilan sistem nitrifikasi biologis. Untuk mengendalikan pH secara presisi, perhitungan alkalinitas harus dilakukan. Ketika pH < 6,5, diperlukan penambahan bahan alkali ke dalam air limbah.
JIDE menawarkan sensor pH yang dirancang khusus untuk proses pengolahan air limbah. Sensor ini mendukung transmisi digital dan pengukuran presisi. Dilengkapi tiga fungsi relay sinyal eksternal, sensor-sensor ini dapat menghidupkan dan mematikan pompa dosis berdasarkan setpoint pH tinggi dan rendah. Sensor-sensor ini banyak digunakan untuk pemantauan pH dalam proses nitrifikasi.
3. Produk Tambahan: Pemantauan Beban Organik – Analisis Online COD/BOD
Analisis COD dan BOD online buatan JIDE juga umum digunakan untuk pemantauan dalam reaksi nitrifikasi. Saat menggunakan proses filter teraerasi biologis (BAF) untuk nitrifikasi dan penghilangan nitrogen, penghilangan NH₄-N sebagian bergantung pada beban organik.
Ketika beban organik sedikit melebihi 3,0 kg BOD/(m³ media•hari), penghilangan NH₃-N terhambat. Ketika beban organik melebihi 4,0 kg BOD/(m³ media•hari), penghilangan NH₃-N terhambat secara signifikan. Oleh karena itu, saat menggunakan filter teraerasi biologis untuk penghilangan karbon dan nitrifikasi secara bersamaan, beban organik harus dikurangi.
Saat merancang proses filter aerasi biologis khusus untuk penghilangan bahan organik, beban volume BOD yang sesuai harus dipilih terlebih dahulu berdasarkan jenis air limbah yang diolah dan kualitas air buangan yang dipersyaratkan. Pemilihan beban volume BOD harus ditentukan dengan menganalisis data operasional aktual dari instalasi pengolahan air limbah serupa, serta harus disediakan faktor keamanan dalam perancangan. Saat menggunakan filter aerasi biologis untuk penghilangan karbon dan nitrifikasi secara bersamaan, beban organik harus dikurangi, dan sebaiknya beban organik dipertahankan di bawah 2,0 kg BOD/(m³ media•hari).
EN
