Nei sistemi di trattamento delle acque reflue in cui specifiche forme di azoto sono limitate nei permessi o nei sistemi in cui è richiesto il monitoraggio, è necessario comprendere le concentrazioni di nitriti e nitrati nel sistema.
I sistemi che devono monitorare nell'effluente l'azoto totale (TN), l'azoto inorganico totale o i NOx devono eseguire il campionamento per rilevare la presenza di nitriti (NO 2 -) e nitrati (NO 3 -) in punti importanti dell'impianto.
L'efficienza e la stabilità della nitrificazione e denitrificazione dipendono da molti fattori: pH adeguato, alcalinità, ossigeno disciolto (DO), temperatura, carbonio disponibile, tempo di ritenzione dei solidi (SRT), tassi di riciclo nella miscela liquida interna (IMLR) e condizioni anossiche tra gli altri fattori per ciascun sistema biologico corrispondente.
L'azoto entra negli impianti di trattamento delle acque reflue sotto forma di ammoniaca (NH 3) o ammonio (NH 4 +) e viene rimosso dai processi di trattamento biologico. I livelli di azoto ammoniacale tipici nell'affluente municipale non trattato variano da 30 mg/L a 50 mg/L di NH 3 -N. I livelli di nitrato indicano lo stadio di conversione dell'ammoniaca e dell'azoto organico in nitrato ad opera delle fasi di trattamento biologico aerobico durante la nitrificazione.
La nitrificazione converte l'ammoniaca/l'ammonio in nitrato in condizioni ossiche con una popolazione stabile di batteri nitrificanti, ossigeno (DO), alcalinità, pH, temperatura e tempo di ritenzione dei solidi (SRT) adeguati.
La denitrificazione converte infine il nitrato in azoto gassoso (N 2) che viene rimosso dal sistema in condizioni anossiche con adeguato carbonio prontamente biodegradabile, tempo di trattenimento adeguato, temperatura adeguata e senza ossigeno libero (DO). Se il sistema è dotato di un riciclo interno (IR o IMLR) per favorire la denitrificazione, è necessario monitorare le corrette percentuali di riciclo.
Il monitoraggio dei nitrati nella zona anossica è importante per comprendere l'efficacia della denitrificazione. Nei sistemi con zona ibrida, la capacità può essere un indicatore per facilitare i requisiti delle zone ibride anossiche od ossiche.
Nei sistemi che eseguono la rimozione biologica del fosforo (BPR), i nitrati devono essere monitorati in un flusso di riciclo dei fanghi attivi (RAS) che entra nella zona anaerobica. I nitrati che entrano in questa zona riducono o arrestano le funzioni chiave della rimozione biologica del fosforo in questa fase.
Nel caso della miscela liquida dei fanghi attivi (ML), è importante comprendere il monitoraggio dei nitriti e dei nitrati alla fine del sistema biologico prima che la miscela entri nella chiarificazione secondaria. Un tempo di ritenzione dei solidi (SRT) inadeguato può portare a un trattenimento eccessivo dei solidi nella sedimentazione secondaria e, se le concentrazioni di nitrito/nitrato sono elevate, ciò può portare a fanghi flottanti, denitrificazione dello strato di chiarificatore e alto contenuto di solidi nell'effluente.
Alcuni batteri anaerobici specializzati possono eseguire una rapida rimozione dell'azoto. Questi tipi di batteri non utilizzano vie standard di nitrificazione/denitrificazione per la rimozione dell'azoto. Questo tipo di rimozione dell'azoto viene in genere eseguito in sistemi a flusso laterale in cui i livelli di nitrito e nitrato sono misure chiave in varie fasi del processo. La denitrificazione incompleta può comportare un aumento dei costi di disinfezione con cloro a causa della domanda di nitriti.
Il monitoraggio dei nitriti e dei nitrati nell'effluente può essere richiesto come limite numerico o come parametro di monitoraggio come singoli inquinanti o come parte dell'azoto totale (TN) o dell'azoto inorganico totale. requisito.