I. Kto hrá hlavnú úlohu pri nitrifikácii?
Dva typy autotrofných baktérií sú nepostrádateľné a sú hlavnými hráčmi v nitrifikácii:
1. Amoniak-oxidujúce baktérie (AOB): Hlavná sila v prvom kroku, oxidácia amoniakálneho dusíka (NH₄⁺) na dusitany (NO₂⁻)
2. Dusitanové-oxidujúce baktérie (NOB): Hlavná sila v druhom kroku, oxidácia dusitanov (NO₂⁻) na dusičnany (NO₃⁻)
Stručne povedané: Nitrifikačné=Amoniak-oxidačné baktérie + dusitanové-oxidujúce baktérie. Spoločne, bez týchto dvoch typov baktérií, amoniakový dusík nikdy neklesne.
Charakteristika:
• Autotrofné baktérie: Nekonzumujte organické látky; získavať energiu oxidáciou amoniakálneho dusíka a pestovať pomocou oxidu uhličitého.
• Pomalý rast, dlhý generačný cyklus; vyžaduje dostatočný vek bahna; neznáša rázové zaťaženie; náchylné na toxicitu.
II. Kompletný proces nitrifikačnej reakcie (dva kroky)
Krok 1: Nitrifikácia (Amoniak → Dusitan)
Úloha baktérií oxidujúcich amoniak: Spotrebováva veľké množstvo kyslíka, produkuje kyselinu a znižuje pH.
Krok 2: Nitrifikácia (dusík → dusitan)
Úloha baktérií oxidujúcich dusitany:
Celkový proces: Amoniakálny dusík → Dusitany → Dusičnany, úplne v aeróbnom prostredí.
III. Ako udržiavať stabilnú prevádzku nitrifikácie
1. Dostatok rozpusteného kyslíka (DO) je nevyhnutný
• Nitrifikácia je silne aeróbny proces
• Kontrola DO v aeróbnych nádržiach: 2,0–3,5 mg/l
• Nízka DO: Nitrifikácia sa okamžite zastaví, amoniakálny dusík prekračuje normy
2. Prísna kontrola pH a zásaditosti
• Optimálne pH: 7,5–8,5
• Nitrifikáciou vzniká kyselina, ktorá spotrebováva zásaditosť
• Nedostatočná zásaditosť → pH klesá → bakteriálna inaktivácia → amoniakálny dusík neklesá
• Doplnenie zásaditosti: Uhličitan sodný, hydrogenuhličitan sodný
3. Dostatočný čas kalu (SRT) je nevyhnutný
Nitrifikačné baktérie rastú veľmi pomaly; krátky čas kalu bude mať za následok úplné vyčerpanie.
• Konvenčná komunálna odpadová voda: Čas odkalovania riadený na 10–15 dní alebo viac
• Nízka-teplota zimy: 15 – 20 dní
4. Teplota má významný vplyv
• Optimálne: 25–30 stupňov pre najrýchlejšiu nitrifikáciu
• Pod 15 stupňov Výrazne znížená aktivita
• Amoniakálny dusík sa v zime ťažko redukuje, pretože nízke teploty inhibujú nitrifikačné baktérie.
5. Nie sú povolené žiadne toxické látky
Ťažké kovy, vysoký obsah soli, antibiotiká, toxická priemyselná odpadová voda a nadmerne vysoké hladiny voľného amoniaku priamo inhibujú nitrifikačné baktérie, čo spôsobuje okamžité zvýšenie hladín amoniakálneho dusíka.
6. Úrovne organických látok nesmú byť príliš vysoké
Nitrifikačné baktérie sú autotrofné a sú najcitlivejšie na vysokú CHSK. Nadmerná CHSK → heterotrofné baktérie súťažia o kyslík a životný priestor → nitrifikačné baktérie sú potlačené, čo vedie k zlyhaniu nitrifikácie.
Vysoká DO, vhodné pH, dostatočný vek kalu, stabilná teplota, ne-toxicita a nízky obsah organických látok zaisťujú stabilnú redukciu amoniakálneho dusíka prostredníctvom nitrifikácie.