I. Wie speelt de kernrol bij nitrificatie?
Twee soorten autotrofe bacteriën zijn onmisbaar en spelen de belangrijkste spelers bij de nitrificatie:
1. Ammoniak-oxiderende bacteriën (AOB): De belangrijkste kracht in de eerste stap, het oxideren van ammoniakstikstof (NH₄⁺) tot nitriet (NO₂⁻)
2. Nitriet-oxiderende bacteriën (NOB): De belangrijkste kracht in de tweede stap, het oxideren van nitriet (NO₂⁻) tot nitraat (NO₃⁻)
In het kort: Nitrificatie=Ammoniak-oxiderende bacteriën + Nitriet-oxiderende bacteriën. Door samen te werken, zonder deze twee soorten bacteriën, zal de ammoniakstikstof nooit afnemen.
Kenmerken:
• Autotrofe bacteriën: verbruiken geen organisch materiaal; energie verkrijgen door ammoniakstikstof te oxideren en groeien met behulp van koolstofdioxide.
• Trage groei, lange generatiecyclus; vereist voldoende modderleeftijd; intolerant voor schokbelastingen; gevoelig voor toxiciteit.
II. Compleet nitrificatiereactieproces (twee stappen)
Stap 1: Nitrificatie (Ammoniak → Nitriet)
De rol van ammoniakoxiderende bacteriën: verbruikt grote hoeveelheden zuurstof, produceert zuur en verlaagt de pH.
Stap 2: Nitrificatie (stikstof → nitriet)
Rol van nitrietoxiderende bacteriën:
Totaalproces: Ammoniakstikstof → Nitriet → Nitraat, geheel in een aërobe omgeving.
III. Hoe u een stabiele nitrificatieoperatie kunt handhaven
1. Voldoende opgeloste zuurstof (DO) is essentieel
• Nitrificatie is een sterk aëroob proces
• DO-controle in aërobe tanks: 2,0–3,5 mg/l
• Lage DO: Nitrificatie stopt onmiddellijk, ammoniakstikstof overschrijdt de normen
2. Strenge pH- en alkaliteitscontrole
• Optimale pH: 7,5–8,5
• Nitrificatie produceert zuur, dat alkaliteit verbruikt
• Onvoldoende alkaliteit → pH daalt → bacteriële inactivatie → ammoniakstikstof neemt niet af
• Aanvullende alkaliteit: natriumcarbonaat, natriumbicarbonaat
3. Voldoende slibtijd (SRT) is essentieel
Nitrificerende bacteriën groeien heel langzaam; een korte slibtijd zal resulteren in volledige uitputting.
• Conventioneel gemeentelijk afvalwater: Slibtijd gecontroleerd op 10–15 dagen of meer
• Lage-wintertemperatuur: 15–20 dagen
4. Temperatuur heeft een aanzienlijke impact
• Optimaal: 25–30 graden voor de snelste nitrificatie
• Onder de 15 graden aanzienlijk verminderde activiteit
• Ammoniakstikstof is in de winter lastig te reduceren omdat lage temperaturen nitrificerende bacteriën remmen.
5. Geen giftige stoffen toegestaan
Zware metalen, een hoog zoutgehalte, antibiotica, giftig industrieel afvalwater en een te hoog gehalte aan vrije ammoniak remmen de nitrificerende bacteriën direct af, waardoor het ammoniak-stikstofgehalte onmiddellijk stijgt.
6. Het niveau van organische stof mag niet te hoog zijn
Nitrificerende bacteriën zijn autotroof en het meest kwetsbaar voor hoge CZV. Overmatig CZV → heterotrofe bacteriën strijden om zuurstof en leefruimte → nitrificerende bacteriën worden onderdrukt, wat leidt tot mislukte nitrificatie.
Hoge DO, geschikte pH, voldoende slibleeftijd, stabiele temperatuur, niet-{0}}toxiciteit en een laag gehalte aan organische stof zorgen voor een stabiele reductie van ammoniakstikstof door nitrificatie.