Il tuo sistema di nitrificazione ha funzionato senza intoppi, con l'azoto ammoniacale effluente costantemente al di sotto di 1. All'improvviso, un giorno, il rapporto di laboratorio mostra 5, 8 e 10. Controlli l'azoto ammoniacale influente; non è aumentato. La temperatura non è diminuita. Il pH non è cambiato. Cosa è andato storto?
Un alto livello di azoto ammoniacale negli effluenti significa essenzialmente che i batteri nitrificanti hanno smesso di funzionare. Questi piccoletti sono incredibilmente delicati, dieci volte più difficili da curare rispetto ai comuni batteri eterotrofi. Se smettono di funzionare, l'azoto ammoniacale scorre semplicemente attraverso il sistema inalterato.
Innanzitutto, controlla l'ossigeno disciolto. Questo è l'assassino numero uno.
I batteri nitrificanti sono aerobici, ma il loro fabbisogno è molto più elevato rispetto ai batteri normali. Al di sotto di 2 mg/l la loro attività diminuisce drasticamente. Al di sotto di 1 mg/l, praticamente smettono di funzionare. Questa non è un'esagerazione; i batteri nitrificanti consumano più del doppio dell'ossigeno dei normali batteri eterotrofi. In un ambiente carente di ossigeno-hanno persino difficoltà a respirare, per non parlare di lavorare.
Molte persone vedono una lettura DO di 2,5 sul loro misuratore e pensano che sia sufficiente. Tuttavia, i batteri nitrificanti non sono distribuiti uniformemente nel serbatoio di aerazione. Il DO all'ingresso e sul fondo del serbatoio è spesso molto inferiore alla lettura del contatore. Utilizzare un misuratore di ossigeno disciolto portatile per misurare la lunghezza del serbatoio; se il DO alla fine è inferiore a 2 è decisamente insufficiente.
Soluzione: aumentare la velocità di aerazione o sostituire gli aeratori con altri più efficienti. Inoltre, controlla la presenza di perdite nei tubi di aerazione:-le perdite non solo sprecano elettricità ma causano anche cadute di DO localizzate. Ho visto una fabbrica in cui il misuratore di DO mostrava 2,8, ma la lettura effettiva al centro del serbatoio era solo 1,2; si è scoperto che la valvola di derivazione di aerazione non era completamente aperta.
Quando la temperatura dell’acqua è bassa, i batteri nitrificanti diventano meno attivi.
Al di sotto dei 15 gradi, il tasso di nitrificazione è dimezzato. Al di sotto dei 10 gradi è quasi inesistente. Negli inverni settentrionali, se i serbatoi esterni non sono isolati, il livello di azoto ammoniacale degli effluenti spesso raddoppia.
Ciò non è dovuto a un ceppo batterico difettoso; è un fenomeno biologico. La temperatura ottimale per i batteri nitrificanti è di 25-35 gradi. Per ogni calo di 10 gradi, la loro attività diminuisce di circa la metà. Un esperimento comparativo che utilizza un riscaldatore per riscaldare una tazza di fango mostra una differenza di tre volte nei tassi di nitrificazione tra 20 gradi e 10 gradi.
Per i serbatoi non isolati, coprirli o utilizzare il riscaldamento a vapore. La copertura è poco costosa ma molto efficace e comporta una differenza di temperatura di 3-5 gradi. Un'altra soluzione alternativa consiste nell'aumentare la concentrazione dei fanghi, consentendo al numero di batteri nitrificanti di superare gli effetti della bassa temperatura. Ad esempio, aumentando l’MLSS (concentrazione della miscela pacciame-zolfo) da 3.000 a 5.000 è possibile compensare parte della perdita di temperatura. Tuttavia questo metodo ha i suoi limiti; un MLSS troppo alto può effettivamente ostacolare l'assorbimento dell'ossigeno disciolto.
Il pH e l'alcalinità sono cruciali per i batteri nitrificanti.
La nitrificazione consuma alcali. La rimozione di 1 grammo di azoto ammoniacale richiede 7,14 grammi di alcalinità (calcolata come CaCO₃). Se l'alcalinità influente è insufficiente, il pH diminuirà.
Il pH ottimale per i batteri nitrificanti è 7,0-8,0. Al di sotto di 6,5, la sua attività si dimezza. Sotto 6.0 quasi si ferma.
Testare l'alcalinità dell'effluente. Se è inferiore a 50 mg/L (CaCO₃), aggiungere immediatamente l'alcali. Sono accettabili entrambi il carbonato di sodio o il bicarbonato di sodio, quest'ultimo è più blando. Il dosaggio viene calcolato in base alla quantità di azoto ammoniacale rimosso: per ogni 1g di NH₃-N rimosso aggiungere 7g di NaHCO₃. Fare attenzione a non aggiungere tutti gli alcali in una volta; aggiungerlo uniformemente per evitare picchi di pH localizzati.
Se l’età dei fanghi è troppo breve, i batteri nitrificanti non possono sopravvivere.
I batteri nitrificanti si riproducono lentamente, con un ciclo di generazione di 5-8 giorni. Se si scarica eccessivamente il fango, la sua età sarà di soli 3-4 giorni. I batteri nitrificanti verranno eliminati non appena nati, lasciando la vasca con un gruppo di "bambini" inadatti all'azione.
Calcolare l'età dei fanghi (SRT). La formula è: SRT=Volume del serbatoio × MLSS / Volume giornaliero di scarico dei fanghi × Concentrazione dei fanghi. Per tempi di scarico dei fanghi inferiori a 5 giorni, ridurre lo scarico dei fanghi e aumentare l'SRT (Self-Recovery Time) a 8-15 giorni. Prestare particolare attenzione in inverno, poiché i batteri nitrificanti crescono più lentamente alle basse temperature; l'SRT dovrebbe essere aumentato a oltre 15 giorni.
Le sostanze tossiche agiscono-rapidamente ma si-dissipano lentamente.
Heavy metals, free ammonia, sulfides, and cyanides can all inhibit nitrifying bacteria. The inhibition of free ammonia is most easily overlooked-when ammonia nitrogen concentration is high (>200 mg/L) and pH is high (>8.5), la percentuale di ammoniaca libera aumenta notevolmente, inibendo viceversa gli stessi batteri nitrificanti.
Metodo di valutazione: misurare l'azoto ammoniacale e i nitriti negli affluenti e negli effluenti. Se l'azoto ammoniacale non diminuisce e il nitrito non si accumula, la nitrificazione non è affatto iniziata. Se l'azoto ammoniacale diminuisce ma i nitriti si accumulano in modo significativo, la nitrificazione si blocca nella seconda fase (i batteri nitriti sono vivi, ma i batteri nitrificanti sono morti). Questa situazione spesso indica che le sostanze tossiche hanno inibito i batteri nitrificanti, mentre i batteri nitriti sono relativamente più tolleranti.