نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی

نیتریفیکاسیون در فرآیند لجن فعال چیست؟

نیتریفیکاسیون بیولوژیکی تبدیل یا اکسیداسیون یونهای آمونیوم به یونهای نیتریت و سپس نیترات می باشد.در طی فرآیند اکسیداسیون یونهای آمونیوم و نیتریت، بواسطه گروهی از ارگانیسم های منحصر به فرد(باکتریهای ازته) اکسیژن به یونها اضافه می شود.

نیتریفیکاسیون بیولوژیکی در فرایند لجن فعال عبارت است از حذف اکسیژن از تانک هوادهی و افزایش آن به یونهای آمونیوم یا نیتریت. اکسیژن توسط باکتریهای ازته نیتروزموناس به یونهای آمونیوم و توسط باکتریهای ازته نیترو باکتر به یونهای نیترات اضافه می شود.

وقوع پدیده نیتریفیکاسیون درطبیعت وبه خصوص خاک اهمیت زیادی دارد زیرا نیتروژن به عنوان یک ماده مغذی در گیاهان به شکل یونهای نیترات جذب می شود.یونهای آمونیوم در طی فرآیند نیتریفیکاسیون اکسید می شوند اما آمونیاک اکسید نمی شود.

مقادیر آمونیاک و یونهای آمونیوم در یک تانک هوادهی بستگی به PH و درجه حرارت دارد. در درجه حرارت 10 تا 20 درجه سانتیگراد و PH حدود 8/5 تا 7 که در اکثر فرآیندهای لجن فعال متداول است، 95% نیتروژن موجود را یونهای آمونیوم تشکیل می دهند. اکسیداسیون یونهای آمونیوم و نیتریت به واسطه افزایش اکسیژن محلول در داخل سلول باکتری انجام می شود. با افزایش اکسیژن در داخل سلول های بیولوژیکی به وسیله واکنشهای بیوشیمیایی نیتریفیکاسیون اتفاق می افتد.

با کاهش PH در فاضلاب یا مخزن تانک هوادهی یونهای آمونیوم افزایش می یابد و با افزایش PH فاضلاب، آمونیاک افزایش می یابد.در PH معادل 9/4 یا بیشتر مقدار آمونیاک یه شدت افزایش می یابد.

هیدرولیز و تجزیه ترکیبات آلی نیتروژندار(ازت آلی) منجر به آزاد شدن گروههای آمینو و تولید یونهای آمونیوم می گردد. نیتریفیکاسیون در فرآیند لجن فعال توسط دو نوع باکتری ازته نیتروز موناس و نیترو باکتر انجام می شود. قطر و اندازه نیتروز موناس 1/5-0/5میکرون می باشد در حالیکه اندازه نیترو باکتر 1-0/5 میکرون می باشد. شایان ذکر است که تقریبا 90 تا 97 درصد باکتریهای موجود در لجن فعال شامل ارگانوتروف ها می باشد و 3 تا 10 درصد باقی مانده باکتریها، باکتریهای ازته می باشند.

میزان تولید باکتری های ازته خیلی پایین می باشد و سن لجن بالا(MCRT بالا) برای افزایش مقدار باکتریهای ازته مورد نیاز است. باکتریهای ازته موجود در فرآیند لجن فعال به شکل جذب شده در سطح فلاک، به شکل معلق در محیط محلول ویا بصورت توده های بیولوژیکی چسیبیده به دیوار تانک هوادهی و زلال ساز ها دیده می شوند. تنها باکتریهای ازته در معرض مولکول آزاد اکسیژت نیترات ساز هستند.

در تانک هوادهی فرآیندهای لجن فعال فاضلاب شهری و صنعتی، MCRT بالا(سن لجن بالا) بیشتر از 8 روز به منظور فراهم نمودن فرصت مناسب برای رشد آهسته و فلوکه شدن کم باکتریهای ازته برای افزایش تعداد آنهاست. حتی در MCRT بالا نیز میزان جمعیت باکتریهای ازته بطور طبیعی کمتر از 10 درصد کل جمعیت باکتریهای موجود در تانک هوادهی است.