I. Vem spelar huvudrollen i nitrifikation?
Två typer av autotrofa bakterier är oumbärliga och är huvudaktörerna inom nitrifikation:
1. Ammoniak-oxiderande bakterier (AOB): Huvudkraften i det första steget, oxiderande ammoniakkväve (NH₄⁺) till nitrit (NO₂⁻)
2. Nitrit-oxiderande bakterier (NOB): Huvudkraften i det andra steget, oxiderande nitrit (NO₂⁻) till nitrat (NO₃⁻)
Kort sagt: Nitrifikation=Ammoniak-oxiderande bakterier + Nitrit-oxiderande bakterier. Att arbeta tillsammans, utan dessa två typer av bakterier, kommer ammoniakkvävet aldrig att minska.
Egenskaper:
• Autotrofa bakterier: Ät inte organiskt material; få energi genom att oxidera ammoniakkväve och växa med koldioxid.
• Långsam tillväxt, lång generationscykel; kräver tillräcklig lerålder; intolerant mot stötbelastningar; mottaglig för toxicitet.
II. Komplett nitrifikationsreaktionsprocess (två steg)
Steg 1: Nitrifikation (ammoniak → nitrit)
Ammoniakoxiderande bakteriers roll: Förbrukar stora mängder syre, producerar syra och sänker pH.
Steg 2: Nitrifikation (kväve → nitrit)
Nitritoxiderande bakteriers roll:
Övergripande process: Ammoniakkväve → Nitrit → Nitrat, helt i en aerob miljö.
III. Hur man bibehåller stabil nitrifikationsdrift
1. Tillräckligt med löst syre (DO) är väsentligt
• Nitrifikation är en starkt aerob process
• DO-kontroll i aeroba tankar: 2,0–3,5 mg/L
• Låg DO: Nitrifikationen stoppas omedelbart, ammoniakkväve överstiger standarden
2. Strikt kontroll av pH och alkalinitet
• Optimalt pH: 7,5–8,5
• Nitrifikation producerar syra, som förbrukar alkalinitet
• Otillräcklig alkalinitet → pH sjunker → bakteriell inaktivering → ammoniakkväve minskar inte
• Kompletterande alkalinitet: Natriumkarbonat, natriumbikarbonat
3. Tillräcklig slamtid (SRT) är väsentligt
Nitrifierande bakterier växer mycket långsamt; en kort slamtid kommer att resultera i fullständig utarmning.
• Konventionellt kommunalt avloppsvatten: Slamtiden kontrolleras till 10–15 dagar eller mer
• Låg-temperatur vinter: 15–20 dagar
4. Temperaturen har en betydande inverkan
• Optimalt: 25–30 grader för snabbaste nitrifikation
• Under 15 grader Betydligt reducerad aktivitet
• Ammoniakkväve är svårt att minska på vintern eftersom låga temperaturer hämmar nitrifierande bakterier.
5. Inga giftiga ämnen tillåtna
Tungmetaller, hög salthalt, antibiotika, giftigt industriavloppsvatten och alltför höga halter av fri ammoniak hämmar direkt nitrifierande bakterier, vilket gör att ammoniakkvävenivåerna stiger omedelbart.
6. Halterna av organiskt material får inte vara för högt
Nitrifierande bakterier är autotrofa och är mest sårbara för hög COD. Överdriven COD → heterotrofa bakterier tävlar om syre och livsutrymme → nitrifierande bakterier undertrycks, vilket leder till nitrifikationsfel.
Hög DO, lämpligt pH, tillräcklig slamålder, stabil temperatur, icke-toxicitet och lågt innehåll av organiskt material säkerställer en stabil reduktion av ammoniakkväve genom nitrifikation.