فرآیند نیتریفیکاسیون
فرآیند نیتریفیکاسیون
فرآیند نیتریفیکاسیون ،طی فرآیند تصفیه فاضلاب اتفاق می افتد که طی نيتريفيكاسيون براي توصيف فرآيند بيولوژيكي دو مرحله اي اسـت كـه آمونيـاك به نيتريت و نيتريت به نيترات اكسيد مي شود. نياز به فرآیند نیتریفیکاسیون در تـصفيه فاضـلاب بـه دليـل ملاحظات كيفي آب است. اين ملاحظات عبارتند از:
- اثر آمونياك بر آبهـاي دريافـت كننـده از نظـر تغيير در غلظت اكسيژن محلول و سميت براي ماهي ها
- نياز به فراهم كردن حـذف نيتـروژن بـراي كنترل اتروفيكاسيون
- نياز به كنتـرل نيتـروژن بـه منظـور بازيافـت آب شـامل تخليـه بـه آبهـاي زيرزميني است.
ماكزيمم سطح آلـودگي آب آشـاميدني MCL بـراي نيتـروژن نيتراته 45 mg/lبر حسب نيترات و 10 mg/lبرحـسب ازت مـي باشـد. غلظـت كـل نيتـروژن آلـي و نيتروژن آمونياكي فاضلابهاي شهري معمولاً در محدوده 25-45 mg/l برحسب نيتروژن با دبـي 450
ليتر بازاي هر نفر در روز است. در بـسياري از نـواحي دنيـا كـه داراي منابع آبي محدود هستند، غلظت نيتروژن كل بـيش از 200 mg/l برحـسب ازت در فاضـلاب شـهري اندازه گيري شده است.
توصيف فرآیند نیتریفیکاسیون
همزمان با حذف BOD نيتريفيكاسيون مي تواند در هـر دو فرآينـد بيولـوژيكي رشـد معلـق و رشـد چسبيده انجام شود. يك روش متداولتر در فرآيندهاي رشد معلـق بـراي رسـيدن بـه نيتريفيكاسـيون همراه با حذف BODمشابه فرآيند لجن يك مرحله اي شـامل تانـك هـوادهي، زلال سـاز و سيـستم برگشت لجن است.
در مواردي كه پتانـسيل حـضور مـواد آلـي بازدارنـده و سمي وجود دارد، يك سيستم رشد معلق با لجن دو مرحله اي ممكن اسـت مـورد توجـه قـرار گيـرد. سيستم لجن دومرحله اي شامل دو تانك هوادهي و دو زلال ساز بصورت سري است كـه بـراي حـذف ، BODواحد تانك هوادهي و زلال ساز اوليه با SRTكوتاه بهره بـرداري مـي شـود. BODو مـواد سمي در واحد اول حذف مي شود؛ بطوريكه نيتريفيكاسيون بدون هيچ مانعي در مرحله دوم انجام مي شود. قسمتي از فاضلاب ورودي معمولاً به سيستم لجن مرحله دوم برگشت داده مـي شـود تـا حجـم كافي از جامدات را براي لخته سازي و زلال سازي موثر جامدات فراهم كند. بـدليل اينكـه باكتريهـاي نيتريفيكاسيون رشد خيلي كمتري نسبت به باكتريهاي هتروتروف دارند، سيـستمهاي دارای فرآیند نیتریفیکاسیون معمولاً با زمانهاي هيدروليكي و زمان ماند جامدات بيشتري نسبت به سيستمهاي حـذف BODتنهـا
طراحي مي شود.
در سيستم هاي رشد چسبيده مورد استفاده براي نيتريفيكاسيون، بيشتر BOD بايـد قبـل از تثبيـت ارگانيسم هاي نيتريفاير حذف شود. باكتري هاي هتروتروف داراي بازده جرم سلولي بيشتر و بنـابراين مي توانـد در مـساحت سـطح سيـستم فـيلم ثابـت نـسبت بـه بـاكتري هـاي نيتريفـاير غالـب شـود نيتريفيكاسيون در يك راكتور رشد چـسبيده بعـد از حـذف BOD و يـا در سيـستم رشـد چـسبيده جداگانه كه بطور ويژه براي نيتريفيكاسيون طراحي شده است، انجام مي شود
ميكروبيولوژي فرآیند نیتریفیکاسیون
باكتريهاي اتوتروف هوازي مسئول نيتريفيكاسيون در فرآيندهاي لجن فعال و بيوفيلم اسـت. همـانطور كه در بالا اشاره شد، نيتريفيكاسيون يك فرآيند دو مرحله اي شامل دو گروه باكتري است. در مرحلـه اول، آمونياك توسط يك گروه از باكتري هاي اتوتروف به نيتريـت اكـسيد مـي شـود. در مرحلـه دوم، نيتريت توسط گروه ديگري از باكتريهاي اتوتروف به نيترات تبديل مي شود. بايـد توجـه نمـود كـه دو گـروه بـاكتري اتـوتروف، بطـور كامـل متفـاوت وجـود دارد. جنس باكتري كه معمولاً براي نيتريفيكاسيون در تصفيه فاضلاب مورد توجه قرار گرفته است، باكتري هاي اتوتروف نيتروزوموناس و نيتروباكتر ميباشد كـه بـه ترتيب آمونياك را به نيتريت و سپس به نيترات اكسيد مي كند. نوع ديگـري از بـاكتري اتـوتروف كـه توانايي بدست آوردن انرژي حاصل از اكسيداسيون آمونياك بـه نيتريـت را دارد(بـا پيـشوند نيتـروزو)، نيتروزوكوكوس، نيتروزوسپيرا، نيتروزولوبوس و نيتروزوروبريو مي باشد.بايد توجه نمـود كه در طول دهه ، 1990تعداد زيادي باكتري هاي اتوتروف تشخيص داده شـد كـه قـادر بـه اكـسيد
كردن آمونياك بودند.
نيتريت علاوه بر نيتروبـاكتر مـي توانـد توسـط سـاير گونـه هـاي(نيتـرو- ) بـاكتري اتـوتروف ماننـد نيتروكوكوس، نيتروسپيرا، نيتروسپينا و نيترواستيس، نيز اكسيد شود.بـا اســتفاده از پروبهــاي اوليگونوكلئوتيــدي در باكتريهــاي اكــسيد كننــده آمونيــاك نــشان دادنــد كــه نيتروزوموناس در سيستم هاي لجن فعال ، متداول بود. بـراي اكـسيداسيون نيتريت در لجن فعال دريافتند كه نيتروكوكوس نسبتاً غالب اسـت. در حـال حاضـر، ايـن موضـوع كـه شرايط رشد مختلف را مي توان براي انواع مختلف باكتري نيتريفاير انتخاب كرد يا اينكه آيـا سـينتيك هاي نيتريفيكاسيون آنها بطور قابل توجهي متفاوت است، ناشناخته مي باشد
