CCI20130725089

91

6.4. Kinetyka procesów oczyszczania ścieków

Michaelisa dla azotu amonowego (A'_NH j. Zależności od temperatury dla obu tych wielkości przedstawiono poniżej (zależności te są prawdziwe w zakresie temperatury 8-30 °C):

(6.23)

(6.24)

u    =_u    0,098(7-—15)

/*Nmax(r) An max(15) ^e

JS    _ i_n0,05i r-l,158

^ANH₄(n ^{— 1U}

gdzie: /u_N max(r) - maksymalna właściwa szybkość wzrostu bakterii nitryfikacyjnych w temperaturze T, ,n_{N max(15)} - maksymalna właściwa szybkość wzrostu bakterii nitryfikacyjnych w temperaturze 15 °C, K_{NH< (r)} - stała nasycenia dla azotu amonowego w temperaturze T.

Podobnie istotny wpływ na nitryfikację wywiera odczyn środowiska, którego wartości optymalne mieszczą się w granicach pH od 7,2 do 9,0. Dla pH zmieniającego się w przedziale od 6,0 do 7,2 wpływ odczynu na właściwą szybkość wzrostu bakterii nitryfikacyjnych może być obliczony z równania:

/^WNmax(pH) max(7,2) P 0,833(7,2 pH)]    (6.25)

gdzie: ,M_{Nmax(7 2)} - maksymalna właściwa szybkość wzrostu bakterii nitryfikacyjnych dla pH = 7,2, /i_Nmax(pH) - maksymalna właściwa szybkość wzrostu bakterii nitryfikacyjnych dla założonej wartości odczynu.

Bakterie nitryfikacyjne charakteryzują się niewielką maksymalną szybkością wzrostu. Aby pozostały w systemie, należy utrzymać odpowiedni wiek osadu (0). Dla zachowania określonej grupy bakterii powinna być spełniona zależność:

0 > -    (6.26)

A

Bakterie nitryfikacyjne mogą się rozmnażać tylko w strefie tlenowej komór osadu czynnego, dlatego też szybkość ich przyrostu może być określona w odniesieniu do ilości osadu znajdującego się w tej strefie według zależności:

V_NX

0 =    (6.27)

d_x

gdzie: P_N - objętość komory nitryfikacji, X - stężenie biomasy w reaktorze, d_x - dobowy przyrost biomasy.

Maksymalna szybkość wzrostu biomasy bakterii nitryfikacyjnych jest niewielka, a dodatkowo mogą się one rozmnażać tylko w strefie tlenowej komór osadu czynnego. Przy temperaturze ścieków, wynoszącej 10 °C, bez denitryfikacji, teoretyczny minimalny wiek osadu wynosi 3,5 doby. W celu uwzględnienia wahań ładunku azotu przy różnych wielkościach oczyszczalni, niedostatecznej ilości tlenu, wahań wartości pH itd., stosuje się współczynnik bezpieczeństwa. Przyjmuje się wartość współczynnika w zakresie 2,3-3,0 w zależności od wielkości oczyszczalni. Po uwzględnieniu współczynnika bezpieczeństwa, minimalny wiek osadu dla pełnej nitryfikacji wynosi 8-10 dni (temperatura obliczeniowa 10 °C). Gdy wartość ta jest niższa, obserwuje się zahamowanie nitryfikacji. Gdy nitryfikacja jest zahamowana częściowo, może to prowadzić do nagromadzania się azotanów(III), które są bardziej toksyczne dla organizmów wyższych niż azotany(V).