A nitrificação é um processo biológico fundamental no ciclo do azoto que desempenha um papel decisivo no tratamento de águas residuais industriais. Neste processo, o amónio (NH₄⁺) é oxidado a nitrato (NO₃-) por bactérias especiais em duas fases. Esta oxidação é particularmente importante para a remoção do azoto das águas residuais, uma vez que o amónio pode ter um efeito tóxico em concentrações elevadas e poluir o ambiente.
Índice
Contexto técnico e modo de funcionamento
A nitrificação consiste em duas etapas sucessivas que são efectuadas por diferentes grupos de bactérias:
1. oxidação do amónio a nitrito (NO₂-):
- Na primeira fase, as bactérias oxidantes de amónio (AOB) convertem o amónio (NH₄⁺) em nitrito (NO₂-). Um exemplo deste tipo de bactéria é a Nitrosomonas.
- Equação de reação:
2. oxidação de nitritos a nitratos (NO₃-):
- Na segunda fase, as bactérias oxidantes de nitritos (NOB), como as Nitrobacter, oxidam o nitrito em nitrato.
- Equação de reação:
Domínios de aplicação
A nitrificação é uma etapa importante no tratamento de águas residuais industriais e municipais, a fim de decompor os compostos de azoto e cumprir os requisitos legais para a descarga de águas residuais em massas de água. As áreas típicas de aplicação são
- Estações de tratamento de águas residuais municipais: A nitrificação é frequentemente utilizada em conjunto com a desnitrificação para minimizar o teor de azoto nas águas residuais.
- Águas residuais industriais: Especialmente na indústria alimentar e de bebidas, na indústria química e na indústria farmacêutica, a nitrificação é um processo crucial para reduzir a carga de azoto nas águas residuais.
Foto: Tanque de desnitrificação e nitrificação para águas residuais industriais da indústria alimentar no Chile, fábrica ALMA BHU BIO
Condições de funcionamento
Para que a nitrificação funcione de forma eficiente, devem ser cumpridas determinadas condições de funcionamento:
- Fornecimento de oxigénio: Uma vez que a nitrificação é um processo aeróbico, deve estar disponível uma quantidade suficiente de oxigénio no reator. O teor de oxigénio na água deve situar-se entre 2 e 3 mg/l para garantir a atividade bacteriana.
- Temperatura: A temperatura óptima para a nitrificação situa-se entre 15 e 30 °C. Abaixo de 10 °C, o processo abranda consideravelmente.
- Valor do pH: O intervalo ideal de pH situa-se entre 6,5 e 8,5, uma vez que a atividade das bactérias nitrificantes é prejudicada fora deste intervalo.
- Fontes de carbono: Como a nitrificação consome oxigénio e reduz a alcalinidade, pode ser necessária uma fonte de carbono adicional (como o ácido acético) para estabilizar o valor do pH.
Vantagens da nitrificação
- Redução dos compostos tóxicos de azoto: A conversão de amónio em nitrato reduz os compostos tóxicos de azoto nas águas residuais, o que é importante para evitar a poluição ambiental.
- Melhoria da qualidade da água: Ao reduzir o amónio e os nitritos, a nitrificação melhora a qualidade da água purificada que é descarregada nos rios, lagos ou águas subterrâneas.
- Flexibilidade no controlo do processo: A nitrificação pode ser especificamente combinada com a desnitrificação para remover completamente o azoto, convertendo o nitrato em azoto gasoso, que se liberta inofensivamente para a atmosfera.
Soluções ALMAWATECH para a nitrificação
A ALMAWATECH propõe tecnologias inovadoras para a realização eficaz da nitrificação nas estações de tratamento de águas residuais industriais. As seguintes soluções de sistemas, em particular, são optimizadas para satisfazer os requisitos de remoção de azoto:
Biografia da ALMA BHU
A nossa instalação de lamas activadas biologicamente combina a nitrificação e a desnitrificação num sistema modular concebido para grandes fluxos de águas residuais. Esta instalação pode tratar até 500 m³/h de águas residuais com uma elevada carga de azoto. A nitrificação ocorre na fase de arejamento, que é regulada por sistemas de controlo automático para otimizar o fornecimento de oxigénio e outros parâmetros.
ALMA BioFil Compacto
Este sistema compacto de biofiltração para pequenos fluxos de águas residuais (até 100 m³/h) combina a nitrificação e a desnitrificação num sistema eficiente. É ideal como pré-tratamento para sistemas de membranas a jusante e reduz os compostos de azoto que podem provocar incrustações nos sistemas de osmose inversa.
Foto: Desenho 3D do nosso sistema de filtragem biologicamente ativado ALMA BioFil Compact
ALMA BHU BAF
A instalação de biofiltração de betão em grande escala oferece uma nitrificação eficiente para fluxos de águas residuais até 1.000 m³/h. Esta instalação utiliza um sistema integrado de zonas aeróbias e anóxicas para maximizar a remoção de azoto. Particularmente adequada para a indústria alimentar e de bebidas, bem como para fluxos de águas residuais municipais.
Foto: Foto da nossa filtração biologicamente activada, um processo combinado de limpeza mecânica e biodegradação(ALMA BHU BAF)
Conclusão
A nitrificação é um processo indispensável para a remoção de azoto no tratamento de águas residuais industriais e municipais. Ao converter o amónio em nitrato, ajuda a melhorar a qualidade da água e a reduzir a poluição ambiental. Com as soluções personalizadas da ALMAWATECH, os processos de nitrificação podem ser eficientemente integrados no tratamento de águas residuais para cumprir os requisitos legais e reduzir os custos operacionais.
