I. Kdo hraje hlavní roli v nitrifikaci?
Dva typy autotrofních bakterií jsou nepostradatelné a jsou hlavními hráči v nitrifikaci:
1. Amoniak-oxidující bakterie (AOB): Hlavní síla v prvním kroku, oxidující amonný dusík (NH₄⁺) na dusitany (NO₂⁻)
2. Dusitanové-oxidující bakterie (NOB): Hlavní síla ve druhém kroku, oxidující dusitany (NO₂⁻) na dusičnany (NO₃⁻)
Stručně řečeno: Nitrifikace=Amoniak-oxidační bakterie + dusitan-oxidující bakterie. Při společné práci bez těchto dvou typů bakterií se amoniakový dusík nikdy nesníží.
Vlastnosti:
• Autotrofní bakterie: Nekonzumujte organické látky; získávat energii oxidací amoniakálního dusíku a pěstovat pomocí oxidu uhličitého.
• Pomalý růst, dlouhý generační cyklus; vyžaduje dostatečné stáří bahna; netoleruje rázové zatížení; náchylné k toxicitě.
II. Kompletní proces nitrifikační reakce (dva kroky)
Krok 1: Nitrifikace (Amoniak → Dusitan)
Úloha bakterií oxidujících amoniak: Spotřebovává velké množství kyslíku, produkuje kyselinu a snižuje pH.
Krok 2: Nitrifikace (dusík → dusitan)
Role bakterií oxidujících dusitany:
Celkový proces: Amoniakální dusík → Dusitany → Dusičnany, zcela v aerobním prostředí.
III. Jak udržovat stabilní provoz nitrifikace
1. Dostatek rozpuštěného kyslíku (DO) je nezbytný
• Nitrifikace je silně aerobní proces
• Kontrola DO v aerobních nádržích: 2,0–3,5 mg/l
• Nízké DO: Nitrifikace se okamžitě zastaví, amoniakální dusík překračuje normy
2. Přísná kontrola pH a zásaditosti
• Optimální pH: 7,5–8,5
• Nitrifikací vzniká kyselina, která spotřebovává zásaditost
• Nedostatečná alkalita → klesá pH → bakteriální inaktivace → amoniakální dusík neklesá
• Doplnění alkality: Uhličitan sodný, hydrogenuhličitan sodný
3. Dostatečná doba kalu (SRT) je nezbytná
Nitrifikační bakterie rostou velmi pomalu; krátká doba kalu povede k úplnému vyčerpání.
• Konvenční komunální odpadní voda: Doba kalu řízená na 10–15 dní nebo více
• Zimní-teplota: 15–20 dní
4. Teplota má významný vliv
• Optimální: 25–30 stupňů pro nejrychlejší nitrifikaci
• Pod 15 stupňů Výrazně snížená aktivita
• Amoniakální dusík se v zimě obtížně redukuje, protože nízké teploty inhibují nitrifikační bakterie.
5. Nejsou povoleny žádné toxické látky
Těžké kovy, vysoký obsah soli, antibiotika, toxická průmyslová odpadní voda a nadměrně vysoké hladiny volného amoniaku přímo inhibují nitrifikační bakterie, což způsobuje okamžité zvýšení hladin amoniakálního dusíku.
6. Úrovně organické hmoty nesmí být příliš vysoké
Nitrifikační bakterie jsou autotrofní a jsou nejzranitelnější vůči vysoké CHSK. Nadměrná CHSK → heterotrofní bakterie soutěží o kyslík a životní prostor → jsou potlačeny nitrifikační bakterie, což vede k selhání nitrifikace.
Vysoké DO, vhodné pH, dostatečné stáří kalu, stabilní teplota, ne-toxicita a nízký obsah organických látek zajišťují stabilní redukci amoniakálního dusíku prostřednictvím nitrifikace.
