1. pH er en kritisk faktor som påvirker nitrifikasjon
Den viktigste funksjonelle faktoren i nitrifikasjon er bakteriell aktivitet. Nitrifiserende bakterier er svært følsomme for pH. Under nøytrale eller svakt alkaliske forhold (pH i området 8–9) er deres biologiske aktivitet sterkest, og nitrifikasjonsprosessen skrider raskt fram.
Under andre ekstreme pH-forhold, for eksempel når pH > 9,6 eller < 6,0, hemmes den biologiske aktiviteten til nitrifiserende bakterier og tenderer til å opphøre. Når pH > 9,6 skjer konverteringen av NH₄⁺ til NO₂⁻ og NO₃⁻ fortsatt uvanlig raskt, men ioniseringsekvilibrumet til NH₄⁺ indikerer at konsentrasjonen av NH₃ øker raskt. Ettersom nitrifiserende bakterier er svært følsomme for NH₃, påvirker dette til slutt nitrifikasjonsraten.
Under sure forhold, når pH < 7,0, avtar nitrifikasjonsraten. Når pH < 6,5, reduseres nitrifikasjonsraten betydelig. Når pH < 5,0, nærmer nitrifikasjonsraten seg null.
2. Årsaker til pH-nedgang under nitrifikasjon
En nedgang i pH kan tilskrives to mulige årsaker. For det første inneholder tilførselen sterke syrer, som senker pH-verdien i inntaksvannet og dermed også pH-verdien i blandingen.
For det andre, som framgår av nitrifikasjonslikningen, genereres mineralaciditet (H⁺) ved omforming av NH₃-N til NO₃⁻-N, noe som forbruker en del av alkaliniteten. Hver gram NH₃-N som omformes til NO₃⁻-N forbruker ca. 7,14 gram alkalinitet (uttrykt som CaCO₃). Derfor kan alkaliniteten i avløpsvannet bli uttømt når alkaliniteten er utilstrekkelig og TKN-belastningen (totalt Kjeldahl-nitrogen) er relativt høy. Dette fører til at pH-verdien i blandingen synker under 7,0, noe som reduserer eller hemmer nitrifikasjonsraten.
Hvis det ikke er noen sterke syrer i tilført vann, er vanlig kommunalt avløpsvann typisk litt alkalisk, noe som betyr at pH-verdien vanligvis er over 7,0. I dette tilfellet avhenger pH-verdien hovedsakelig av alkaliniteten i tilført avløpsvann.
Derfor bør alle tiltak i en biologisk nitrifikasjonsreaktor rettes mot å holde pH-verdien i blandingen over 7,0. Å opprettholde en pH-verdi over 7,0 er en forutsetning for et vellykket biologisk nitrifikasjonssystem. For å regulere pH-verdien nøyaktig må alkalinitetsberegninger utføres. Når pH < 6,5, må det tilsettes base til avløpsvannet.
JIDE tilbyr pH-sensorer spesielt utviklet for prosesser i avløpsvannrensing. De støtter digital overføring og nøyaktig måling. Utstyrt med tre eksterne signalreléfunksjoner kan disse sensorene starte og stoppe doseringspumper basert på innstilte grenseverdier for høy og lav pH. De brukes mye til pH-overvåking i nitrifikasjonsprosesser.
3. Utvidet produkt: Overvåking av organisk belastning – COD/BOD-automatiske analyser
JIDEs COD- og BOD-analyser for online-bruk brukes også mye til overvåking av nitrifikasjonsreaksjoner. Når en biologisk luftet filterprosess (BAF) brukes til nitrifikasjon og nitrogenfjerning, avhenger fjerningen av NH₄-N delvis av den organiske belastningen.
Når den organiske belastningen litt overstiger 3,0 kg BOD/(m³ medie•d), hemmes fjerningen av NH₃-N. Når den organiske belastningen overstiger 4,0 kg BOD/(m³ medie•d), hemmes fjerningen av NH₃-N betydelig. Derfor må den organiske belastningen reduseres når en biologisk luftet filterprosess brukes til samtidig karbonfjerning og nitrifikasjon.
Når en biologisk luftet filterprosess utformes spesifikt for fjerning av organisk materiale, må en passende BOD-volumlast først velges basert på typen av avløpsvann som behandles og den krevede kvaliteten på utslippssvannet. Valget av BOD-volumlast skal fastsettes ved å analysere faktiske driftsdata fra lignende avløpsrenseanlegg, og det bør reserveres en sikkerhetsmargin i utformingen. Når et biologisk luftet filter brukes for samtidig karbonfjerning og nitrifikasjon, må den organiske belastningen reduseres, og det er best å holde den organiske belastningen under 2,0 kg BOD/(m³ medie•d).
EN
