1. pH är en avgörande faktor som påverkar nitrifikation
Den viktigaste funktionella faktorn i nitrifikation är bakteriell aktivitet. Nitrifierande bakterier är mycket känslomässiga för pH. Under neutrala eller lätt alkaliska förhållanden (pH i intervallet 8–9) är deras biologiska aktivitet starkast, och nitrifikationsprocessen sker snabbt.
Under andra extrema pH-förhållanden, till exempel när pH > 9,6 eller < 6,0, hämmas den biologiska aktiviteten hos nitrifierande bakterier och tenderar att upphöra. När pH > 9,6 sker trots allt omvandlingen av NH₄⁺ till NO₂⁻ och NO₃⁻ fortfarande ovanligt snabbt, men jonisationsjämvikten för NH₄⁺ visar att koncentrationen av NH₃ ökar snabbt. Eftersom nitrifierande bakterier är extremt känslomässiga för NH₃ påverkar detta slutligen nitrifikationshastigheten.
Under sura förhållanden, när pH < 7,0, minskar nitrifikationshastigheten. När pH < 6,5 minskar nitrifikationshastigheten kraftigt. När pH < 5,0 närmar sig nitrifikationshastigheten noll.
2. Orsaker till pH-sänkning under nitrifikation
En pH-sänkning kan bero på två möjliga orsaker. Först och främst kan inflödet innehålla starka syror, vilket sänker pH-värdet i det inkommande avloppsvattnet och därmed även pH-värdet i blandningsvätskan.
Andra, enligt nitrifikationsreaktionen genererar omvandlingen av NH₃-N till NO₃⁻-N mineralisk syrighet (H⁺), vilket förbrukar en del av alkaliniteten. Varje gram NH₃-N som omvandlas till NO₃⁻-N förbrukar cirka 7,14 gram alkalinitet (uttryckt som CaCO₃). Därför kan alkaliniteten i avloppsvattnet förbrukas när alkaliniteten är otillräcklig och TKN-belastningen (totalt Kjeldahl-stickstoff) är relativt hög. Detta leder till att pH-värdet i blandningsvätskan sjunker under 7,0, vilket minskar eller hämmar nitrifikationshastigheten.
Om inga starka syror finns i inkommande avloppsvatten är normalt kommunalt avloppsvatten vanligtvis lätt alkaliskt, vilket innebär att pH-värdet i allmänhet ligger ovanför 7,0. I detta fall beror pH-värdet främst på alkaliniteten i det inkommande avloppsvattnet.
Därför bör alla möjliga åtgärder vidtas för att kontrollera blandningsvätskans pH över 7,0 i en biologisk nitrifikationsreaktor. Att hålla pH > 7,0 är en förutsättning för ett framgångsrikt biologiskt nitrifikationssystem. För att styra pH exakt måste alkalinitetsberäkningar utföras. När pH < 6,5 måste alkali tillsättas till avloppsvattnet.
JIDE erbjuder pH-sensorer speciellt utformade för avloppsvattenreningsprocesser. De stödjer digital överföring och exakt mätning. Utrustade med tre externa signalreläfunktioner kan dessa sensorer starta och stoppa doseringspumpar baserat på höga och låga pH-inställningsvärden. De används omfattande för pH-övervakning i nitrifikationsprocesser.
3. Utökad produkt: Övervakning av organisk belastning – COD/BOD-onlineanalyser
JIDE:s online-analyser för COD och BOD används också ofta för övervakning av nitrifikationsreaktioner. Vid användning av en biologisk luftad filterprocess (BAF) för nitrifikation och kväveremission beror borttagningen av NH₄-N till viss del på den organiska belastningen.
När den organiska belastningen något överskrider 3,0 kg BOD/(m³ medium•d) hämmas borttagningen av NH₃-N. När den organiska belastningen överskrider 4,0 kg BOD/(m³ medium•d) hämmas borttagningen av NH₃-N kraftigt. Därför måste den organiska belastningen minskas när en biologisk luftad filterprocess används för samtidig kolremovering och nitrifikation.
Vid utformning av en biologisk belüftad filterprocess specifikt för borttagning av organiskt material måste en lämplig BOD-volymlast först väljas ut baserat på typen av avloppsvatten som behandlas och den krävda kvaliteten på utsläppsvattnet. Valet av BOD-volymlast ska fastställas genom analys av faktiska driftsdata från liknande avloppsreningsanläggningar, och en säkerhetsmarginal bör reserveras i konstruktionen. När en biologisk belüftad filter används för samtidig kolborttagning och nitrifikation måste den organiska belastningen minskas, och det är bäst att hålla den organiska belastningen under 2,0 kg BOD/(m³ medium•d).
EN
