4005

— ściana komórkowa — btona cytopiazmatyczna

-paryfoplazma-

btona wewnątrzcytoptazmatyczna — - rybopla/ma

btona anamoksosomu - anamoksosom nukleoid

Ryc. 4.8. Centralne miejsce anammoksozomu we wnętrzu komórki Candidatus „Brocadia anammoxidans (schemat i zdjęcie skrawka bakterii z mikroskopu elektronowego (z: Laura A van Niftrik, Fuerst J A. Damste J S.S Kuenen J.G.. ¹ Jetten M.S.M., Strous M. 2004 The anammoxosome: an intracytoplasmic compartment in anammox bacteria. FEMS j Microhiol. Letters 233: 7—13; dzięki uprzejmości i za zgodą Blackwell Publishing)

tych wynika, że możliwe jest usunięcie azotu w ilości 8,9 g N/l-doba^-1. Szybkość usuwania azotu została zwiększona ponad dwudziestokrotnie w porównaniu z wynikami uzyskiwanymi uprzednio.

W tabeli 4.3 podano wartości kinetyczne dwóch grup mikroorganizmów zdolnych do utleniania amonu: bakterii nitryfikacyjnych oraz prowadzących reakcję anam-mox w hodowlach stacjonarnych w sekwencyjnym systemie bioreaktorów (SRB) (tab. 4.3).

Szybkość wzrostu bakterii utleniających amon w warunkach beztlenowych w hodowlach namnażających się jest ekstremalnie mała, czas podwojenia komórek trwa od dziesięciu do trzydziestu dni, a proces jest prowadzony w systemie reaktorów z bardzo efektywnym zatrzymywaniem biomasy.

Liczne są zalety mikroorganizmów prowadzących reakcje anammox. Częściowo znitryfikow'any amon do azotynów jest akceptorem elektronów, których donorem jest amon. Mikroorganizmy prowadzące reakcje anammox nie wymagają wzbogacenia w związek organiczny, który jest konieczny dla bakterii denitryfikacyjnych. Reakcje anammox dostarczają niewiele energii, w związku z tym przyrosty biomasy są niewielkie. Jest to problem bardzo istotny dla każdej biologicznej oczyszczalni ścieków.

Tabela 4.3. Parametry kinetyczne utleniania amonu w warunkach tlenowych

i beztlenowych

Parametr		Nitryfikacja	Anammox
Energia swobodna	(KJ/mol)	-275	357
Plon biomasy	(Mol/mol C)	0,08	0,07
Szybkość utleniania amonu	(nmole/mirVmg białka)	200-600	60
Szybkość wzrostu bakterii	(H/godz.)	0.04	0,003
Czas podwojenia komórek	(dni)	0.73	106
Ks NH,i'	(nM)	5 2600	5
Ks N02	(trM)	-	<5
KaOj	(MM)	10-50	—

Ryc. 4.9. Fotografie osadu granulowanego Anammox (A) oraz wnętrze granuli (B) widziane pod dużym powiększeniem (/: Jianglong W. Jmg K. 2005 The characferization of anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) by granular sludge from an EGSB reactor. Proćess Biochemistry 40(5): 1973-1978: dzięki uprzejmości i za zgodą Elsevier)

4.3.3. SHARON-ANAMMOX. W praktyce połączenie tych reakcji jest nową technologią usuwania azotu ze ścieków (ryc. 4.10). Amon znajdujący się w ściekach jest częściowo (—50%) utleniany w warunkach tlenowych przez nitrozobakterie do azotynów zgodnie z reakcją:

NH₄⁺ + HC0₃ + 0,75 0₂ -> 0,5 NH₄⁺ + 0,5 NO_: + CO_: + 1,5 H₂0

Odpływ z bioreaktora SHARON zawierający amon i azotyny (50% 4- 50%) jest kierowany do bioreaktora anammox, gdzie mieszanina amonu i azotynów jest konwertowana do azotu cząsteczkowego. Metoda ta jest rekomendowana do ścieków zawierających głównie amon z uprzednio usuniętym ładunkiem organicznym. Reakcje SHARON i anammox prowadzi się w dwóch oddzielnych reaktorach. Proces ten wymaga znacznie mniejszej ilości tlenu niż klasyczne utlenianie amonu do azotanów metodą nitryfikacji (1.9 g Oz/g N zamiast 4,6 g O^g N). produkcja biomasy jest bardzo mała w porównaniu z biomasą produkowaną w procesie nitryfikacji (odpowiednio 0,08 g zamiast 1 g/g N).

Złożony proces SHARON-anammox stosowany jest na ogół jako drugi stopień oczyszczania ścieków mało obciążonych ładunkiem organicznym łub jako pierwszy sto-

^Ryc. 4.10. Schematyczna kombinacja procesów SHARON-anammox (z Khint . Annachhatre Ajit P 2004 Ncwelmicro-bial mfrogen removal processes. Biotechnotogy Advances 22(7) 519-532: dzięki uprzejmości i za zgodą Elsevier)

69