Nitriet is een chemische verbinding en een belangrijk tussenproduct in de stikstofcyclus. In afvalwater- en waterzuivering speelt nitriet een centrale rol als tussenproduct in de biologische omzetting van stikstof. Het wordt gevormd tijdens de oxidatie van ammonium (NH₄⁺) tot nitraat (NO₃-) in het nitrificatieproces. Tegelijkertijd wordt het teruggebracht tot gasvormige stikstof (N₂) tijdens denitrificatie.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond en ontwikkeling
In industriële en gemeentelijke afvalwaterzuivering komt nitriet gewoonlijk voor in twee belangrijke biologische processen:
1. nitrificatie:
- In de eerste stap van nitrificatie wordt ammonium geoxideerd tot nitriet door ammoniumoxiderende bacteriën (AOB), zoals Nitrosomonas.
- Reactievergelijking:
- Nitriet is het tussenproduct van deze oxidatiereactie en wordt in de tweede stap door nitrietoxiderende bacteriën (NOB), zoals Nitrobacter, verder geoxideerd tot nitraat.
2. denitrificatie:
- Bij denitrificatie wordt nitriet dat ontstaat tijdens de nitrificatie of dat door chemische invloeden in de afvalwaterstroom terechtkomt, door denitrificerende bacteriën onder anoxische omstandigheden gereduceerd tot gasvormige stikstof.
- Reactievergelijking:
Het belang van nitriet in waterbehandeling
Nitriet is een onstabiele en potentieel giftige stof die in hoge concentraties negatieve effecten kan hebben op de waterkwaliteit en het milieu. Het is minder stabiel dan nitraat en is giftig voor waterleven in hoge concentraties in biologische systemen. Vooral in gesloten watercircuits, bv. in koelwatersystemen, kan nitriet ontstaan door de reductie van nitraat of onvolledige nitrificatie en corrosieproblemen veroorzaken.
Toxiciteit van nitriet
- Gevaar voor het milieu: Nitriet is giftig voor waterorganismen omdat het het zuurstoftransport in het bloed verstoort. Bij vissen leidt een hoge nitrietconcentratie tot de vorming van methemoglobine, dat het zuurstoftransport blokkeert en leidt tot zuurstoftekort.
- Gezondheidseffecten: Nitriet is ook problematisch in drinkwatersystemen. Als mensen nitriet in grote hoeveelheden binnenkrijgen, kan dit leiden tot methemoglobimenie, wat het zuurstoftransport in het bloed belemmert.
- Grenswaarden: Om deze redenen zijn er strenge wettelijke grenswaarden voor nitriet in drinkwater en afvalwater. De grenswaarde voor nitriet in drinkwater in de EU is 0,1 mg/liter.
Foto: Denitrificatie- en nitrificatietank voor industrieel afvalwater van de voedselindustrie in Chili, ALMA BHU BIO plant
Nitriet in de behandeling van industrieel afvalwater
Bij de behandeling van industrieel afvalwater is de controle van het nitrietgehalte van cruciaal belang, omdat hoge nitrietconcentraties kunnen wijzen op onvolledige nitrificatie of verminderde denitrificatie. Vooral in industrieën met stikstofhoudend afvalwater, zoals de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de chemische industrie of de farmaceutische industrie, moeten geschikte maatregelen worden genomen om stikstof te elimineren om nitriet te voorkomen.
Voorkomen en verwijderen van nitriet
Het vermijden of verwijderen van nitriet kan worden bereikt door verschillende maatregelen in de afvalwaterbehandeling:
- Optimalisatie van nitrificatie:
- Efficiënte nitrificatie, waarbij het ammonium volledig wordt geoxideerd tot nitraat, voorkomt de ophoping van nitriet. Dit vereist een voldoende zuurstoftoevoer en stabiele bedrijfsomstandigheden.
- Efficiënte denitrificatie:
- Volledige denitrificatie, waarbij nitriet snel wordt omgezet in stikstofgas, voorkomt de ophoping van nitriet in anoxische zones.
- Bewaking en controle:
- Het nitrietgehalte moet continu worden gecontroleerd om eventuele storingen of onevenwichtigheden in het biologische proces snel te herkennen en te corrigeren.
ALMAWATECH oplossingen voor nitrietcontrole
ALMAWATECH biedt verschillende systeemoplossingen voor het verwijderen van stikstof en het voorkomen van nitrietophoping in afvalwater:
ALMA BHU Bio
Onze biologisch geactiveerde actiefslibinstallatie combineert nitrificatie en denitrificatie in een modulair systeem dat ontworpen is voor grote afvalwaterstromen. Deze installatie kan tot 500 m³/u afvalwater met een hoge stikstofbelasting verwerken. Nitrificatie vindt plaats in de beluchte fase, die wordt geregeld door automatische regelsystemen om de zuurstoftoevoer en andere parameters te optimaliseren.
ALMA BioFil Compact
Dit compacte biofiltratiesysteem voor kleinere afvalwaterstromen (tot 100 m³/u) combineert nitrificatie en denitrificatie in één efficiënt systeem. Het is ideaal als voorbehandeling voor downstream membraansystemen en vermindert stikstofverbindingen die kunnen leiden tot vervuiling in omgekeerde osmosesystemen.
Afbeelding: 3D-ontwerp van ons biologisch geactiveerd ALMA BioFil Compact filtratiesysteem
ALMA BHU BAF
De grootschalige biofiltratie-installatie in de betonbouw biedt efficiënte nitrificatie voor afvalwaterstromen tot 1.000 m³/u. Deze installatie maakt gebruik van een geïntegreerd systeem van aerobe en anoxische zones om de stikstofverwijdering te maximaliseren. Bijzonder geschikt voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en gemeentelijke afvalwaterstromen.
Afbeelding: Foto van onze biologisch geactiveerde filtratie, een combinatieproces van mechanische reiniging en biologische afbraak(ALMA BHU BAF)
Conclusie
Nitriet is een kritische tussenstof in de stikstofcyclus die moet worden gecontroleerd en beheerst in industriële en gemeentelijke afvalwaterzuivering. Onvoldoende nitrificatie of denitrificatie kan leiden tot een ophoping van nitriet, wat een negatief effect kan hebben op zowel de waterkwaliteit als de gezondheid van waterorganismen en mensen. De oplossingen op maat van ALMAWATECH minimaliseren deze risico's en zorgen voor een efficiënte verwijdering van stikstof.
