Sistem nitrifikasi Anda telah berjalan dengan lancar, dengan limbah nitrogen amonia secara konsisten di bawah 1. Tiba-tiba, suatu hari, laporan laboratorium menunjukkan 5, 8, dan 10. Anda memeriksa nitrogen amonia yang masuk; itu belum meningkat. Suhunya belum menurun. PHnya tidak berubah. Apa yang salah?
Nitrogen amonia limbah yang tinggi pada dasarnya berarti bakteri nitrifikasi telah berhenti bekerja. Bakteri kecil ini sangat lembut, sepuluh kali lebih sulit dirawat dibandingkan bakteri heterotrofik biasa. Jika mereka berhenti bekerja, nitrogen amonia akan mengalir melalui sistem tanpa terpengaruh.
Pertama, periksa oksigen terlarut. Inilah pembunuh nomor satu.
Bakteri nitrifikasi bersifat aerobik, namun kebutuhannya jauh lebih tinggi dibandingkan bakteri biasa. Di bawah 2 mg/L, aktivitasnya turun drastis. Di bawah 1 mg/L, mereka pada dasarnya berhenti bekerja. Ini tidak berlebihan; bakteri nitrifikasi mengonsumsi lebih dari dua kali oksigen dibandingkan bakteri heterotrofik biasa. Di lingkungan yang kekurangan oksigen-, mereka bahkan kesulitan bernapas, apalagi bekerja.
Banyak orang melihat DO sebesar 2,5 pada meteran mereka dan menganggapnya cukup. Namun bakteri nitrifikasi tidak tersebar merata ke seluruh tangki aerasi. DO pada saluran masuk dan dasar tangki seringkali jauh lebih rendah daripada pembacaan meter. Gunakan pengukur oksigen terlarut portabel untuk mengukur sepanjang tangki; kalau DO di akhir dibawah 2, pasti kurang.
Solusi: Tingkatkan laju aerasi atau ganti aerator dengan yang lebih efisien. Selain itu, periksa kebocoran pada pipa aerasi-kebocoran tidak hanya membuang-buang listrik tetapi juga menyebabkan penurunan DO secara lokal. Saya pernah melihat di pabrik yang DO meternya menunjukkan 2,8, namun pembacaan sebenarnya di tengah tangki hanya 1,2; ternyata katup cabang aerasi belum terbuka penuh.
Ketika suhu air rendah, bakteri nitrifikasi menjadi kurang aktif.
Di bawah 15 derajat, laju nitrifikasi berkurang setengahnya. Di bawah 10 derajat , hampir-tidak ada. Di musim dingin di utara, jika tangki luar ruangan tidak diisolasi, tingkat nitrogen amonia limbah sering kali meningkat dua kali lipat.
Hal ini bukan disebabkan oleh strain bakteri yang salah; itu adalah fenomena biologis. Suhu optimal untuk bakteri nitrifikasi adalah 25-35 derajat . Untuk setiap penurunan 10 derajat, aktivitasnya berkurang sekitar setengahnya. Eksperimen perbandingan yang menggunakan pemanas untuk memanaskan secangkir lumpur menunjukkan perbedaan tiga kali lipat dalam laju nitrifikasi antara 20 derajat dan 10 derajat.
Untuk tangki yang tidak berinsulasi, tutupi atau gunakan pemanas uap. Penutupan tidak mahal namun efektif secara signifikan, sehingga menghasilkan perbedaan suhu 3-5 derajat. Solusi lain adalah dengan meningkatkan konsentrasi lumpur, sehingga jumlah bakteri nitrifikasi melebihi efek suhu rendah. Misalnya, meningkatkan MLSS (konsentrasi campuran mulsa-belerang) dari 3000 menjadi 5000 dapat mengimbangi sebagian penurunan suhu. Namun, metode ini ada batasnya; MLSS yang terlalu tinggi justru dapat menghambat penyerapan oksigen terlarut.
pH dan alkalinitas sangat penting untuk bakteri nitrifikasi.
Nitrifikasi mengkonsumsi alkali. Menghilangkan 1 gram amonia nitrogen memerlukan 7,14 gram alkalinitas (dihitung sebagai CaCO₃). Jika alkalinitas influen tidak mencukupi, pH akan turun.
PH optimal untuk bakteri nitrifikasi adalah 7,0-8,0. Di bawah 6,5, aktivitasnya turun setengahnya. Di bawah 6.0, hampir berhenti.
Uji alkalinitas limbah. Jika di bawah 50 mg/L (CaCO₃), segera tambahkan alkali. Natrium karbonat atau natrium bikarbonat keduanya dapat diterima, namun natrium bikarbonat lebih lembut. Dosis dihitung berdasarkan jumlah nitrogen amonia yang dihilangkan: untuk setiap 1g NH₃-N yang dihilangkan, tambahkan 7g NaHCO₃. Berhati-hatilah untuk tidak menambahkan seluruh alkali sekaligus; tambahkan secara merata untuk menghindari lonjakan pH lokal.
Jika umur lumpur terlalu pendek, bakteri nitrifikasi tidak dapat bertahan hidup.
Bakteri nitrifikasi berkembang biak secara lambat, dengan siklus generasi 5-8 hari. Jika pembuangan lumpur berlebihan maka umur lumpur hanya 3-4 hari. Bakteri nitrifikasi akan dimusnahkan segera setelah mereka lahir, meninggalkan tangki dengan sekelompok "bayi" yang tidak layak untuk beraksi.
Hitung umur lumpur (SRT). Rumusnya adalah: SRT=Volume tangki × MLSS / Volume pembuangan lumpur harian × Konsentrasi lumpur. Untuk waktu pembuangan lumpur di bawah 5 hari, kurangi pembuangan lumpur dan tingkatkan SRT (Self-Recovery Time) menjadi 8-15 hari. Berikan perhatian khusus di musim dingin, karena bakteri nitrifikasi tumbuh lebih lambat pada suhu rendah; SRT harus ditingkatkan menjadi lebih dari 15 hari.
Zat beracun-bertindak cepat namun-menghilang secara perlahan.
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), proporsi amonia bebas meningkat secara signifikan, sebaliknya menghambat bakteri nitrifikasi itu sendiri.
Metode penilaian: Ukur nitrogen amonia dan nitrit dalam influen dan limbah. Jika nitrogen amonia tidak berkurang dan nitrit tidak terakumulasi, nitrifikasi belum dimulai sama sekali. Jika nitrogen amonia berkurang tetapi nitrit terakumulasi secara signifikan, nitrifikasi terhenti pada langkah kedua (bakteri nitrit masih hidup, tetapi bakteri nitrifikasi mati). Keadaan ini seringkali menunjukkan bahwa zat beracun telah menghambat bakteri nitrifikasi, sedangkan bakteri nitrit relatif lebih toleran.