فرآیند تفصیلی نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب

I. چه کسی نقش اصلی را در نیتریفیکاسیون بازی می کند؟

دو نوع باکتری اتوتروف ضروری هستند و بازیگران اصلی در نیتریفیکاسیون هستند:

1. باکتری های اکسید کننده آمونیاک (AOB): نیروی اصلی در مرحله اول، اکسید کردن نیتروژن آمونیاکی (NH4+) به نیتریت (NO2-)

2. نیتریت-باکتری اکسید کننده (NOB): نیروی اصلی در مرحله دوم، اکسید کردن نیتریت (NO2-) به نیترات (NO3-)

به طور خلاصه: نیتریفیکاسیون=آمونیاک-باکتری های اکسید کننده + نیتریت-باکتری های اکسید کننده. بدون این دو نوع باکتری، نیتروژن آمونیاکی هرگز کاهش نمی یابد.

خصوصیات:

• باکتری های اتوتروف: مواد آلی مصرف نکنید. با اکسید کردن نیتروژن آمونیاکی انرژی بدست آورید و با استفاده از دی اکسید کربن رشد کنید.

• رشد آهسته، چرخه تولید طولانی. به سن گل کافی نیاز دارد. عدم تحمل بارهای شوک؛ مستعد سمیت

II. فرآیند کامل واکنش نیتریفیکاسیون (دو مرحله)

مرحله 1: نیتریفیکاسیون (آمونیاک → نیتریت)

نقش باکتری اکسید کننده آمونیاک: مقادیر زیادی اکسیژن مصرف می کند، اسید تولید می کند و pH را کاهش می دهد.

مرحله 2: نیتریفیکاسیون (نیتروژن → نیتریت)

نقش باکتری اکسید کننده نیتریت:

فرآیند کلی: نیتروژن آمونیاکی → نیتریت → نیترات، به طور کامل در یک محیط هوازی.

III. چگونه عملیات نیتریفیکاسیون پایدار را حفظ کنیم

1. اکسیژن محلول کافی (DO) ضروری است

• نیتریفیکاسیون یک فرآیند به شدت هوازی است

• کنترل DO در تانک های هوازی: 2.0–3.5 mg/L

• DO کم: نیتریفیکاسیون فورا متوقف می شود، نیتروژن آمونیاکی از استانداردها فراتر می رود

2. کنترل دقیق pH و قلیاییت

• pH مطلوب: 7.5-8.5

• نیتریفیکاسیون اسید تولید می کند که قلیاییت را مصرف می کند

• قلیائیت ناکافی ← افت pH ← غیر فعال سازی باکتریایی ← نیتروژن آمونیاکی کاهش نمی یابد.

• قلیاییت مکمل: کربنات سدیم، بی کربنات سدیم

3. زمان لجن کافی (SRT) ضروری است

باکتری های نیتریفیک بسیار آهسته رشد می کنند. یک زمان کوتاه لجن منجر به تخلیه کامل می شود.

• فاضلاب شهری معمولی: زمان لجن که 10 تا 15 روز یا بیشتر کنترل می شود

• دمای پایین-زمستان: 15 تا 20 روز

4. دما تأثیر قابل توجهی دارد

• بهینه: 25-30 درجه برای سریعترین نیتریفیکاسیون

• فعالیت زیر 15 درجه به طور قابل توجهی کاهش یافته است

• کاهش نیتروژن آمونیاکی در زمستان به سختی انجام می شود زیرا دمای پایین باعث مهار باکتری های نیتریف کننده می شود.

5. مواد سمی مجاز نیست

فلزات سنگین، محتوای نمک زیاد، آنتی‌بیوتیک‌ها، فاضلاب‌های صنعتی سمی و سطوح بالای آمونیاک آزاد مستقیماً باکتری‌های نیتروژن‌کننده را مهار می‌کنند و باعث می‌شوند که سطح نیتروژن آمونیاک بلافاصله افزایش یابد.

6. سطح مواد آلی نباید خیلی بالا باشد

باکتری های نیتروفیک اتوتروف هستند و در برابر COD بالا آسیب پذیر هستند. COD بیش از حد → باکتری های هتروتروف برای اکسیژن و فضای زندگی رقابت می کنند → باکتری های نیتریفیک کننده سرکوب می شوند که منجر به شکست نیتریفیکاسیون می شود.

DO بالا، pH مناسب، سن لجن کافی، دمای پایدار، غیرسمی-و محتوای آلی کم، کاهش پایدار نیتروژن آمونیاکی را از طریق نیتریفیکاسیون تضمین می‌کند.