I. Kdo igra ključno vlogo pri nitrifikaciji?
Dve vrsti avtotrofnih bakterij sta nepogrešljivi in glavni akterji pri nitrifikaciji:
1. Bakterije, ki oksidirajo- amoniak (AOB): Glavna sila v prvem koraku je oksidacija dušika iz amoniaka (NH₄⁺) v nitrit (NO₂⁻)
2. Bakterije, ki oksidirajo-nitrite (NOB): glavna sila v drugem koraku, oksidacija nitritov (NO₂⁻) v nitrat (NO₃⁻)
Na kratko: nitrifikacijske=amoniak-bakterije, ki oksidirajo + bakterije, ki oksidirajo nitrit-. Če delamo skupaj, brez teh dveh vrst bakterij, se dušik v amoniaku nikoli ne bo zmanjšal.
Značilnosti:
• Avtotrofne bakterije: Ne uživajte organske snovi; pridobivajo energijo z oksidacijo amonijevega dušika in rastejo z uporabo ogljikovega dioksida.
• Počasna rast, dolg generacijski cikel; zahteva zadostno starost blata; ne prenaša udarnih obremenitev; dovzetni za toksičnost.
II. Celoten reakcijski postopek nitrifikacije (dva koraka)
1. korak: nitrifikacija (amoniak → nitrit)
Vloga bakterij, ki oksidirajo amoniak: porabljajo velike količine kisika, proizvajajo kislino in znižujejo pH.
2. korak: nitrifikacija (dušik → nitrit)
Vloga bakterij, ki oksidirajo nitrite:
Celoten postopek: amonijev dušik → nitrit → nitrat, v celoti v aerobnem okolju.
III. Kako vzdrževati stabilno delovanje nitrifikacije
1. Bistvenega pomena je zadostna količina raztopljenega kisika (DO).
• Nitrifikacija je močno aerobni proces
• Nadzor DO v aerobnih bazenih: 2,0–3,5 mg/L
• Nizek DO: Nitrifikacija se takoj ustavi, dušik v amoniaku presega standarde
2. Stroga kontrola pH in alkalnosti
• Optimalni pH: 7,5–8,5
• Nitrifikacija proizvaja kislino, ki porablja alkalnost
• Nezadostna alkalnost → pH pade → bakterijska inaktivacija → amonijev dušik se ne zmanjša
• Dopolnitev alkalnosti: natrijev karbonat, natrijev bikarbonat
3. Bistvenega pomena je zadosten čas blata (SRT).
Nitrificirajoče bakterije rastejo zelo počasi; kratek čas blata bo povzročil popolno izčrpanost.
• Konvencionalna komunalna odpadna voda: čas blata je nadzorovan na 10–15 dni ali več
• Zima z-nizkimi temperaturami: 15–20 dni
4. Temperatura ima pomemben vpliv
• Optimalno: 25–30 stopinj za najhitrejšo nitrifikacijo
• Pod 15 stopinjami znatno zmanjšana aktivnost
• Dušik v amoniaku je pozimi težko zmanjšati, ker nizke temperature zavirajo nitrificirajoče bakterije.
5. Strupene snovi niso dovoljene
Težke kovine, visoka vsebnost soli, antibiotiki, strupena industrijska odpadna voda in previsoke ravni prostega amoniaka neposredno zavirajo nitrificirajoče bakterije, kar povzroči takojšnje povečanje ravni dušika v amoniaku.
6. Ravni organskih snovi ne smejo biti previsoke
Nitrifikacijske bakterije so avtotrofne in najbolj občutljive na visoko KPK. Prekomerna COD → heterotrofne bakterije tekmujejo za kisik in življenjski prostor → nitrificirajoče bakterije so potlačene, kar vodi do neuspeha nitrifikacije.
Visok DO, ustrezen pH, zadostna starost blata, stabilna temperatura, ne-strupenost in nizka vsebnost organske snovi zagotavljajo stabilno zmanjšanje amonijevega dušika z nitrifikacijo.
