I. Wer spielt die zentrale Rolle bei der Nitrifikation?
Zwei Arten autotropher Bakterien sind unverzichtbar und die Hauptakteure der Nitrifikation:
1. Ammoniak-oxidierende Bakterien (AOB): Die Hauptkraft im ersten Schritt, die Oxidation von Ammoniakstickstoff (NH₄⁺) zu Nitrit (NO₂⁻)
2. Nitrit-oxidierende Bakterien (NOB): Die Hauptkraft im zweiten Schritt, die Oxidation von Nitrit (NO₂⁻) zu Nitrat (NO₃⁻)
Kurz gesagt: Nitrifikation=Ammoniak-oxidierende Bakterien + Nitrit-oxidierende Bakterien. Wenn diese beiden Arten von Bakterien zusammenarbeiten, wird der Ammoniakstickstoff niemals abnehmen.
Eigenschaften:
• Autotrophe Bakterien: Nehmen Sie kein organisches Material zu sich; Gewinnen Sie Energie durch die Oxidation von Ammoniak-Stickstoff und wachsen Sie mit Kohlendioxid.
• Langsames Wachstum, langer Generationszyklus; erfordert ausreichendes Schlammalter; unverträglich gegenüber Stoßbelastungen; anfällig für Toxizität.
II. Vollständiger Nitrifikationsreaktionsprozess (zwei Schritte)
Schritt 1: Nitrifikation (Ammoniak → Nitrit)
Die Rolle von Ammoniak oxidierenden Bakterien: Verbraucht große Mengen Sauerstoff, produziert Säure und senkt den pH-Wert.
Schritt 2: Nitrifikation (Stickstoff → Nitrit)
Die Rolle nitritoxidierender Bakterien:
Gesamtprozess: Ammoniakstickstoff → Nitrit → Nitrat, vollständig in einer aeroben Umgebung.
III. So halten Sie einen stabilen Nitrifikationsbetrieb aufrecht
1. Ausreichend gelöster Sauerstoff (DO) ist unerlässlich
• Bei der Nitrifikation handelt es sich um einen stark aeroben Prozess
• DO-Kontrolle in Aerobic-Tanks: 2,0–3,5 mg/L
• Niedriger Sauerstoffgehalt: Die Nitrifikation stoppt sofort, Ammoniakstickstoff übertrifft die Standards
2. Strenge pH- und Alkalinitätskontrolle
• Optimaler pH-Wert: 7,5–8,5
• Bei der Nitrifikation entsteht Säure, die Alkalität verbraucht
• Unzureichende Alkalität → pH-Wert sinkt → Bakterieninaktivierung → Ammoniakstickstoff nimmt nicht ab
• Ergänzende Alkalität: Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat
3. Eine ausreichende Schlammzeit (SRT) ist unerlässlich
Nitrifizierende Bakterien wachsen sehr langsam; Eine kurze Schlammzeit führt zu einer vollständigen Erschöpfung.
• Konventionelles kommunales Abwasser: Die Schlammzeit wird auf 10–15 Tage oder mehr begrenzt
• Winter mit niedrigen-Temperaturen: 15–20 Tage
4. Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss
• Optimal: 25–30 Grad für schnellste Nitrifikation
• Unter 15 Grad deutlich reduzierte Aktivität
• Ammoniakstickstoff lässt sich im Winter nur schwer reduzieren, da niedrige Temperaturen die nitrifizierenden Bakterien hemmen.
5. Keine giftigen Substanzen erlaubt
Schwermetalle, hoher Salzgehalt, Antibiotika, giftige Industrieabwässer und zu hohe Mengen an freiem Ammoniak hemmen direkt nitrifizierende Bakterien, was zu einem sofortigen Anstieg des Ammoniak-Stickstoffspiegels führt.
6. Der Gehalt an organischer Substanz darf nicht zu hoch sein
Nitrifizierende Bakterien sind autotroph und am anfälligsten für einen hohen CSB. Überschüssiger CSB → heterotrophe Bakterien konkurrieren um Sauerstoff und Lebensraum → nitrifizierende Bakterien werden unterdrückt, was zu einem Versagen der Nitrifikation führt.
Hoher Sauerstoffgehalt, geeigneter pH-Wert, ausreichendes Schlammalter, stabile Temperatur, Nicht-Toxizität und geringer Gehalt an organischer Substanz sorgen für eine stabile Reduzierung des Ammoniakstickstoffs durch Nitrifikation.