1. pH є критичним фактором, що впливає на нітрифікацію
Найважливішим функціональним фактором у нітрифікації є бактеріальна активність. Нітрифікуючі бактерії дуже чутливі до pH. За нейтральних або слабко лужних умов (pH у діапазоні 8–9) їхня біологічна активність є максимальною, і процес нітрифікації проходить швидко.
За інших екстремальних умов pH, наприклад, коли pH > 9,6 або < 6,0, біологічна активність нітрифікуючих бактерій пригнічується й схильна повністю припинитися. Коли pH > 9,6, хоча перетворення NH₄⁺ на NO₂⁻ та NO₃⁻ залишається надзвичайно швидким, рівновага іонізації NH₄⁺ свідчить про те, що концентрація NH₃ швидко зростає. Оскільки нітрифікуючі бактерії надзвичайно чутливі до NH₃, це в кінцевому підсумку впливає на швидкість нітрифікації.
У кислих умовах, коли pH < 7,0, швидкість нітрифікації сповільнюється. При pH < 6,5 швидкість нітрифікації значно зменшується. При pH < 5,0 швидкість нітрифікації наближається до нуля.
2. Причини зниження pH під час нітрифікації
Зниження pH може бути спричинене двома можливими причинами. По-перше, вхідна стічна вода містить сильні кислоти, що знижують її pH і, відповідно, знижують pH змішаної рідини.
По-друге, як видно з рівняння нітрифікації, перетворення NH₃-N на NO₃⁻-N призводить до утворення мінеральної кислотності (H⁺), яка споживає частину лужності. Кожен грам NH₃-N, перетворений на NO₃⁻-N, споживає приблизно 7,14 г лужності (у перерахунку на CaCO₃). Отже, якщо лужність у стічній воді недостатня, а навантаження за ТКН (загальний кьєльдахівський азот) є відносно високим, лужність у стічній воді може повністю вичерпатися. Це призводить до зниження pH змішаної рідини нижче 7,0, що зменшує або пригнічує швидкість нітрифікації.
Якщо в надходжувальній воді відсутні сильні кислоти, звичайна комунальна стічна вода, як правило, трохи лужна, тобто її pH, як правило, перевищує 7,0. У цьому випадку pH залежить переважно від лужності надходжувальної стічної води.
Тому в біологічному нітрифікаційному реакторі слід усе можливе зробити для підтримання pH змішаної рідини вище 7,0. Підтримання pH > 7,0 є обов’язковою умовою успішного біологічного нітрифікаційного процесу. Для точного контролю pH необхідно виконувати розрахунки лужності. Коли pH < 6,5, до стічної води необхідно додавати луг.
JIDE пропонує датчики pH, спеціально розроблені для процесів очищення стічних вод. Вони підтримують цифрову передачу сигналів і забезпечують точне вимірювання. Ці датчики оснащені трьома зовнішніми реле сигналів, що дозволяють запускати й зупиняти дозувальні насоси на основі заданих верхнього та нижнього порогів pH. Їх широко використовують для моніторингу pH у процесах нітрифікації.
3. Розширений продукт: моніторинг органічного навантаження — онлайн-аналізатори ХПК/БПК
Онлайн-аналізатори ХПК та БПК компанії JIDE також широко використовуються для моніторингу реакцій нітрифікації. Під час використання процесу біологічного аерованого фільтра (BAF) для нітрифікації та видалення азоту видалення NH₄-N у певній мірі залежить від органічного навантаження.
Коли органічне навантаження трохи перевищує 3,0 кг БПК/(м³ середовища•добу), видалення NH₃-N пригнічується. Коли органічне навантаження перевищує 4,0 кг БПК/(м³ середовища•добу), видалення NH₃-N значно пригнічується. Отже, під час використання біологічного аерованого фільтра для одночасного видалення вуглецю та нітрифікації органічне навантаження слід знизити.
Під час проектування процесу біологічного аерованого фільтра, спеціально призначеного для видалення органічних речовин, спочатку необхідно вибрати відповідне об’ємне навантаження за БПК на основі типу стічних вод, що підлягають очищенню, та вимог до якості очищеної води, яка буде скидатися. Вибір об’ємного навантаження за БПК слід здійснювати шляхом аналізу фактичних експлуатаційних даних аналогічних станцій очищення стічних вод із урахуванням запасу безпеки в проекті. У разі використання біологічного аерованого фільтра одночасно для видалення вуглецю та нітрифікації необхідно знизити органічне навантаження, а найкраще — підтримувати його на рівні нижче 2,0 кг БПК/(м³ середовища•добу).
EN
