1. pH is een cruciale factor die de nitrificatie beïnvloedt
De belangrijkste functionele factor bij nitrificatie is de bacteriële activiteit. Nitrificerende bacteriën zijn zeer gevoelig voor pH. Onder neutrale of licht alkalische omstandigheden (pH in het bereik van 8–9) is hun biologische activiteit het grootst en verloopt het nitrificatieproces snel.
Onder andere extreme pH-omstandigheden, zoals bij pH > 9,6 of < 6,0, wordt de biologische activiteit van nitrificerende bacteriën geremd en neigt deze tot stoppen. Bij pH > 9,6 verloopt de omzetting van NH₄⁺ naar NO₂⁻ en NO₃⁻ weliswaar nog steeds ongewoon snel, maar het ionisatie-evenwicht van NH₄⁺ geeft aan dat de concentratie NH₃ snel stijgt. Aangezien nitrificerende bacteriën uiterst gevoelig zijn voor NH₃, heeft dit uiteindelijk invloed op de nitrificatiesnelheid.
Onder zure omstandigheden, wanneer de pH < 7,0 is, vertraagt de nitrificatiesnelheid. Wanneer de pH < 6,5 is, neemt de nitrificatiesnelheid aanzienlijk af. Wanneer de pH < 5,0 is, nadert de nitrificatiesnelheid nul.
2. Oorzaken van pH-daling tijdens nitrificatie
Een daling van de pH kan worden toegeschreven aan twee mogelijke oorzaken. Ten eerste bevat de toevoer sterke zuren, waardoor de pH van het binnenkomende afvalwater daalt en bijgevolg ook de pH van de mengvloeistof verlaagt.
Ten tweede wordt, zoals blijkt uit de nitrificatievergelijking, minerale zuurheid (H⁺) gevormd bij de omzetting van NH₃-N naar NO₃⁻-N, wat een deel van de alkaliniteit verbruikt. Elke gram NH₃-N die wordt omgezet in NO₃⁻-N, verbruikt ongeveer 7,14 gram alkaliniteit (uitgedrukt als CaCO₃). Daarom kan de alkaliniteit in het afvalwater uitputten wanneer de alkaliniteit onvoldoende is en de TKN-belasting (totale Kjeldahl-stikstof) relatief hoog is. Dit veroorzaakt dat de pH van de mengvloeistof onder 7,0 daalt, waardoor de nitrificatiesnelheid afneemt of wordt geremd.
Als er geen sterke zuren in de toevoer zijn aanwezig, is normaal gemeentewater meestal licht alkalisch, wat betekent dat de pH over het algemeen boven de 7,0 ligt. In dit geval hangt de pH voornamelijk af van de alkaliteit van het toekomstige afvalwater.
Daarom dient in een biologische nitrificatiereactor alles te worden gedaan om de pH van de mengvloeistof boven de 7,0 te houden. Het handhaven van een pH > 7,0 is een vereiste voor een succesvolle biologische nitrificatiesysteem. Om de pH nauwkeurig te regelen, moeten alkaliteitsberekeningen worden uitgevoerd. Wanneer de pH < 6,5 is, moet er alkali aan het afvalwater worden toegevoegd.
JIDE biedt pH-sensoren specifiek ontworpen voor afvalwaterzuiveringsprocessen. Ze ondersteunen digitale overdracht en nauwkeurige meting. Deze sensoren zijn uitgerust met drie externe signaalrelaisfuncties waarmee doserpompen kunnen worden gestart en gestopt op basis van instelbare hoge en lage pH-waarden. Ze worden veel gebruikt voor pH-monitoring in nitrificatieprocessen.
3. Uitgebreid product: Monitoring van organische belasting – online COD/BOD-analysatoren
De online analyzers voor COD en BOD van JIDE worden ook veel gebruikt voor bewaking bij nitrificatiereacties. Bij gebruik van een biologisch beluchte filter (BAF)-proces voor nitrificatie en stikstofverwijdering is de verwijdering van NH₄-N gedeeltelijk afhankelijk van de organische belasting.
Wanneer de organische belasting licht hoger is dan 3,0 kg BOD/(m³ medium•d), wordt de verwijdering van NH₃-N geremd. Wanneer de organische belasting hoger is dan 4,0 kg BOD/(m³ medium•d), wordt de verwijdering van NH₃-N sterk geremd. Daarom moet bij gebruik van een biologisch beluchte filter voor gelijktijdige koolstofverwijdering en nitrificatie de organische belasting worden verlaagd.
Bij het ontwerpen van een biologisch beluchte filterproces specifiek voor de verwijdering van organische stoffen moet eerst een geschikte BOD-volumebelasting worden geselecteerd op basis van het type afvalwater dat wordt behandeld en de vereiste kwaliteit van het uitgevoerde water. De keuze van de BOD-volumebelasting dient te worden bepaald aan de hand van daadwerkelijke bedrijfsgegevens van vergelijkbare afvalwaterzuiveringsinstallaties, en er dient een marge te worden gereserveerd in het ontwerp. Bij gebruik van een biologisch beluchte filter voor gelijktijdige koolstofverwijdering en nitrificatie moet de organische belasting worden verlaagd, en het is het beste om de organische belasting onder de 2,0 kg BOD/(m³ medium•d) te houden.
EN
