ما هي النترتة قصيرة المدى ونزع النترتة قصيرة المدى؟

في مجال إزالة النيتروجين بيولوجيًا، تُعدّ النترتة ونزع النترتة قصيري المدى عمليتين تكنولوجيتين هامتين. فهما تكسران مسار النترتة ونزع النترتة كاملي المدى التقليدي، وتحققان إزالة نيتروجين فعالة من خلال تنظيم بنية المجتمع الميكروبي.

تشير النترتة قصيرة المدى إلى عملية نزع النترتة بيولوجيًا، من خلال وسائل تحكم محددة، بحيث تنتقل عملية أكسدة نيتروجين الأمونيا إلى مرحلة النتريت فقط، أي أن نيتروجين الأمونيا (NH₄⁺) يتأكسد أولًا إلى نتريت (NO₂⁻)، ولا يتأكسد النتريت بعد ذلك إلى نترات (NO₃⁻). تعتمد هذه العملية بشكل أساسي على تعزيز نشاط بكتيريا مؤكسدة الأمونيا (AOB) وتثبيط نشاط بكتيريا النترتة (NOB) بفعالية. تكمن ميزة النترتة قصيرة المدى في أنها تقلل استهلاك الأكسجين ومتطلبات مصدر الكربون، مما يقلل الحمل في مرحلة نزع النترتة اللاحقة، مما يحسن كفاءة نزع النترتة في النظام بأكمله.

تشير عملية نزع النتروجين قصيرة المدى إلى اختزال النترات أو النتريت مباشرةً إلى نيتروجين (N₂)، متجاوزةً بذلك خطوة اختزال NO₃⁻ إلى NO₂⁻ في عملية نزع النتروجين التقليدية. تتطلب هذه العملية عادةً بكتيريا نزع نتروجين خاصة، يمكنها استخدام النتريت مباشرةً كمستقبل للإلكترونات في تفاعل نزع النتروجين في ظروف خالية من الأكسجين. لا يقتصر دور نزع النتروجين قصيرة المدى على تجنب المنتج الوسيط - أكسيد النيتريك (NO) - الناتج في عملية نزع النتروجين التقليدية، مما يُقلل الضغط البيئي، بل يُحسّن أيضًا معدل إزالة النيتروجين الكلي ويوفر استهلاك مصادر الكربون العضوي.

● التحكم في الأكسجين المذاب : يعتمد تحقيق النترتة قصيرة المدى على تثبيط نشاط البكتيريا النترتية (NOB). عادةً، من خلال التحكم الدقيق في تركيز الأكسجين المذاب في المفاعل، يتم الحفاظ عليه عند مستوى منخفض، مما يضمن ليس فقط الأداء الطبيعي للبكتيريا المؤكسدة للأمونيا (AOB)، بل يكفي أيضًا لتثبيط نمو NOB.

باختصار، من خلال سلسلة من وسائل التحكم الدقيقة في العملية، يمكن بنجاح تحفيز عمليات النترتة قصيرة المدى ونزع النترتة قصيرة المدى وتشغيلها بشكل مستقر في نظام معالجة مياه الصرف الصحي، وبالتالي تحسين كفاءة نزع النترتة، وتقليل استهلاك الطاقة، وتقليل توليد المنتجات الثانوية.