I. Quem desempenha o papel central na nitrificação?
Dois tipos de bactérias autotróficas são indispensáveis e são os principais intervenientes na nitrificação:
1. Bactérias oxidantes-de amônia (AOB): A força principal na primeira etapa, oxidando o nitrogênio amoniacal (NH₄⁺) em nitrito (NO₂⁻)
2. Bactérias oxidantes-de nitrito (NOB): A força principal na segunda etapa, oxidando nitrito (NO₂⁻) em nitrato (NO₃⁻)
Resumindo: Nitrificação=Amônia-bactérias oxidantes + Nitrito-bactérias oxidantes. Trabalhando juntos, sem esses dois tipos de bactérias, o nitrogênio amoniacal nunca diminuirá.
Características:
• Bactérias autotróficas: Não consomem matéria orgânica; obter energia oxidando o nitrogênio amoniacal e crescer usando dióxido de carbono.
• Crescimento lento, ciclo de geração longo; requer idade de lama suficiente; intolerante a cargas de choque; suscetível à toxicidade.
II. Processo completo de reação de nitrificação (duas etapas)
Etapa 1: Nitrificação (Amônia → Nitrito)
Papel das bactérias oxidantes da amônia: Consome grandes quantidades de oxigênio, produz ácido e reduz o pH.
Etapa 2: Nitrificação (Nitrogênio → Nitrito)
O papel das bactérias oxidantes de nitrito:
Processo geral: Nitrogênio amoniacal → Nitrito → Nitrato, inteiramente em ambiente aeróbio.
III. Como manter uma operação de nitrificação estável
1. Oxigênio Dissolvido (OD) Suficiente é Essencial
• A nitrificação é um processo fortemente aeróbio
• Controle de OD em tanques aeróbicos: 2,0–3,5 mg/L
• Baixo OD: a nitrificação é interrompida imediatamente, o nitrogênio amoniacal excede os padrões
2. Controle rigoroso de pH e alcalinidade
• pH ideal: 7,5–8,5
• A nitrificação produz ácido, que consome alcalinidade
• Alcalinidade insuficiente → quedas de pH → inativação bacteriana → nitrogênio amoniacal não diminui
• Suplementação de alcalinidade: Carbonato de sódio, bicarbonato de sódio
3. Tempo de lodo suficiente (SRT) é essencial
As bactérias nitrificantes crescem muito lentamente; um curto período de lama resultará em esgotamento completo.
• Águas residuais municipais convencionais: Tempo de lodo controlado em 10 a 15 dias ou mais
• Inverno-de baixa temperatura: 15 a 20 dias
4. A temperatura tem um impacto significativo
• Ideal: 25–30 graus para nitrificação mais rápida
• Abaixo de 15 graus Atividade significativamente reduzida
• O nitrogênio amoniacal é difícil de reduzir no inverno porque as baixas temperaturas inibem as bactérias nitrificantes.
5. Não são permitidas substâncias tóxicas
Metais pesados, alto teor de sal, antibióticos, águas residuais industriais tóxicas e níveis excessivamente elevados de amônia livre inibem diretamente as bactérias nitrificantes, fazendo com que os níveis de nitrogênio amoniacal aumentem imediatamente.
6. Os níveis de matéria orgânica não devem ser muito altos
As bactérias nitrificantes são autotróficas e são mais vulneráveis a níveis elevados de DQO. DQO excessivo → bactérias heterotróficas competem por oxigênio e espaço vital → bactérias nitrificantes são suprimidas, levando à falha na nitrificação.
Alto OD, pH adequado, idade suficiente do lodo, temperatura estável, não{0}}toxicidade e baixo teor de matéria orgânica garantem a redução estável do nitrogênio amoniacal por meio da nitrificação.