1. pH je kritický faktor ovplyvňujúci nitrifikáciu
Najdôležitejším funkčným faktorom pri nitrifikácii je bakteriálna aktivita. Nitrifikujúce baktérie sú veľmi citlivé na pH. Pri neutrálnej alebo mierne alkalickej reakcii (pH v rozmedzí 8–9) je ich biologická aktivita najvyššia a nitrifikačný proces prebieha rýchlo.
Pri iných extrémnych hodnotách pH, napríklad keď je pH > 9,6 alebo < 6,0, je biologická aktivita nitrifikujúcich baktérií potlačená a postupne sa zastavuje. Keď je pH > 9,6, hoci sa premena NH₄⁺ na NO₂⁻ a NO₃⁻ stále uskutočňuje nezvyčajne rýchlo, ionizačná rovnováha NH₄⁺ ukazuje, že koncentrácia NH₃ rýchlo stúpa. Keďže nitrifikujúce baktérie sú extrémne citlivé na NH₃, toto nakoniec ovplyvní rýchlosť nitrifikácie.
V kyslých podmienkach, keď je pH < 7,0, sa rýchlosť nitrifikácie spomaľuje. Keď je pH < 6,5, rýchlosť nitrifikácie výrazne klesá. Keď je pH < 5,0, rýchlosť nitrifikácie sa blíži k nule.
2. Príčiny poklesu pH počas nitrifikácie
Pokles pH možno pripísať dvom možným príčinám. Po prvé, prítok obsahuje silné kyseliny, ktoré znížia pH prichádzajúcej odpadovej vody a tým aj pH miešanej suspenzie.
Po druhé, ako vyplýva z rovnice nitrifikácie, konverzia NH₃-N na NO₃⁻-N generuje minerálnu kyslosť (H⁺), ktorá spotrebuje časť alkalinity. Každý gram NH₃-N premenený na NO₃⁻-N spotrebuje približne 7,14 g alkalinity (vyjadrenej ako CaCO₃). Preto, ak je alkalita v odpadovej vode nedostatočná a zaťaženie TKN (celkový Kjeldahlho dusík) je relatívne vysoké, môže dôjsť k vyčerpaniu alkalinity v odpadovej vode. To spôsobí, že pH miešanej suspenzie klesne pod 7,0, čím sa zníži alebo inhibuje rýchlosť nitrifikácie.
Ak v prítokovej vode nie sú prítomné silné kyseliny, bežná komunálna odpadová voda je zvyčajne mierne zásaditá, čo znamená, že pH je zvyčajne vyššie ako 7,0. V tomto prípade sa hodnota pH závisí predovšetkým od alkalinity prítokovej odpadovej vody.
Preto sa v biologickom nitrifikačnom reaktore musí urobiť všetko pre to, aby sa pH miešanej suspenzie udržiavalo nad 7,0. Udržiavanie pH > 7,0 je nevyhnutnou podmienkou úspešného biologického nitrifikačného systému. Na presné riadenie pH je potrebné vykonať výpočty alkalinity. Ak je pH < 6,5, je nutné do odpadovej vody pridať zásadu.
JIDE ponúka senzory pH špeciálne navrhnuté pre procesy čistenia odpadových vôd. Podporujú digitálny prenos a presné meranie. Tieto senzory sú vybavené tromi vonkajšími reléovými funkciami signálu, ktoré môžu spúšťať a zastavovať dávkovacie čerpadlá na základe nastavených horných a dolných limitov pH. Široko sa používajú na monitorovanie pH v nitrifikačných procesoch.
3. Rozšírený produkt: Monitorovanie organickej záťaže – online analyzátory CHSK/BSK
Online analyzátory COD a BOD od spoločnosti JIDE sa tiež často používajú na monitorovanie reakcií nitrifikácie. Pri použití procesu biologického aerovaného filtra (BAF) na nitrifikáciu a odstraňovanie dusíka závisí odstraňovanie NH₄-N do určitej miery od organickej zaťaženosti.
Ak organická zaťaženosť mierne presahuje 3,0 kg BOD/(m³ média•deň), odstraňovanie NH₃-N je potlačené. Ak organická zaťaženosť presahuje 4,0 kg BOD/(m³ média•deň), odstraňovanie NH₃-N je výrazne potlačené. Preto pri použití biologického aerovaného filtra na súčasné odstraňovanie uhlíka a nitrifikáciu je potrebné znížiť organickú zaťaženosť.
Pri návrhu procesu biologického aerovaného filtra špecificky na odstránenie organických látok je potrebné najprv vybrať vhodnú objemovú zaťaženosť BOD na základe typu odpadovej vody, ktorá sa čistí, a požadovanej kvality vypúšťanej vody. Výber objemovej zaťaženosti BOD sa musí určiť analýzou skutočných prevádzkových údajov z podobných čistiarní odpadových vôd a pri návrhu je potrebné zohľadniť bezpečnostnú rezervu. Pri použití biologického aerovaného filtra na súčasné odstraňovanie uhlíka a nitrifikáciu je potrebné znížiť organické zaťaženie a najlepšie je udržiavať organické zaťaženie pod hodnotou 2,0 kg BOD/(m³ média•deň).
EN
