4006

pień oczyszczania ścieków nieorganicznych pochodzących z produkcji nawozów azotowych (tab. 4.4). Jest on o 90% tańszy niż konwencjonalne usuwanie azotu metodą nitry-fikacji i dcnitryfikacji.

Tabela 4.4. Transformacje azotu w systemie SHARON-anammox (mg N/l)

SHARON    Anammox

Stężenie azotu w ściekach    po reakcji SHARON po reakcji anammox

nh4'	584 (100%)	267 (46%)	(5%)
NO?	<1	227 (39%)	1,4
N03'	<1	64 (11%)	83 (14%)
N?0	<1	4	<1,0
N2	<1	<1.0	476 (82%)

4.3.4. CANON (completely autotrophic nitrogen rcmoval process over nitrite). Znaczne ilości traconego azotu cząsteczkowego obserwowano w ściekach zawierających duże ilości amonu oraz mały ładunek zanieczyszczeń organicznych. Za zjawisko to są odpowiedzialne mikroorganizmy chemolitoautotroficzne, które mają zdolność do denitryfi-kacji w obecności tlenu w małych stężeniach. Proces ten zyskał określenie CANON, będące skrótem jego angielskiej nazwy. Jest on prowadzony w hodowlach mikroorganizmów przy małym stężeniu tlenu w pojedynczym bioreaktorze mieszanym lub w mikroflorze tworzącej biofilm. Ogólnie reakcje CANON polegają na częściowej nitryiikacji amonu do azotynów w warunkach mikroaerofilnych i jednoczesnym jego utlenianiu.

Przy ograniczonym nasyceniu podłoża hodowlanego w tlen (<0,5%) w biorcakto-rze namnażają się kokultury mikroorganizmów zdolne do tlenowego i beztlenowego utleniania amonu. W skład kokultuiy wchodzą dwie populacje chemolitotroficznych mikroorganizmów: tlenowe nitrozobakterie i beztlenowa należące, odpowiednio, do rzędu Planctomycetes: Brocadia (B. anammońdans) i Kuenenia (K. stuttgartiensis). Przy ograniczeniu tlenu mikroorganizmy tworzące naturalne kokultury bezpośrednio prowadzą konwersję amonu do azotu cząsteczkowego, z azotynami będącymi produktami pośrednimi. Reakcje CANON mogą być wykorzystywane jako technologia usuwania amonu ze ścieków w pojedynczym autotroficznym bioreaktorze. Populacje tworzące kokultury prowadzą jednocześnie reakcje tlenowego i beztlenowego utleniania amonu, z wydzieleniem azotu cząsteczkowego:

NH₄⁺ + 1,5 O; -> N0₂ + 2 H⁺ + H_:0 NliC + 1,3 N0₂-    1,02 N₂ + 0,26 NOjf + 2 H₂0

Sumarycznie te dwie reakcje można zapisać następująco:

Nł-ŁC + 1,3 NO_:- -> 0,435 N₂ + 0,13 NO_r + 1,3 H₂0 + 1,4 H⁺

Tlen w stężeniu dochodzącym do 0,5 mg/1 nie ma ujemnego wpływu na utlenianie amonu, ilość ta powoduje zaś inhibicję utleniania azotynów do azotanów przez nitrobak-terie. W tych warunkach wytworzone azotyny są konkurencyjnymi akceptorami elektronów. Z danych uzyskanych z hodowli kokultur prowadzonych w dwóch typach bio-reaktorów: SBR (sequencing batch reactor) i chemostacie wynika, że reakcje zachodzą stechiometrycznie, jeśli ładunek amonu w ściekach nie jest mniejszy niż I g N/bdoba'¹, a wydajność procesu wynosi 92%. Przy mniejszym dobowym ładunku amonu wydajność maleje do 57%. Z badań prowadzonych z użyciem SBR i ścieków zawierających duże ilości amonu w warunkach limitacji tlenem wynika, że szybkość usuwania azotu z zastosowaniem reakcji CANON dochodziła do 0,3 g N/bdoba^-1. W innym typie bioreaktora (gas-lift reaclor) wydajność procesu zwiększyła się do 1,5 g N/bdoba^-1.

Usuwanie azotu ze ścieków o niewielkim ładunku zanieczyszczeń organicznych z zastosowaniem reakcji CANON jest ekonomicznie uzasadnione, gdyż proces jest autotroficzny i nie wymaga dodatkowego wzbogacania w związki organiczne, a jedynie nieznacznych ilości tlenu (37% zapotrzebowania tlenowego do nitryfikacji).

4.4. Podsumowanie

W tabeli 4.5 porównano nowe technologie usuwania azotu na tle konwencjonalnej metody nitryfikacji i denitryfikacji, zaś w tabeli 4.6 - tempo konwersji azotu w hodowlach bakterii chemolitotroficznych w różnego typu biorcaktorach.

Tabela 4.5. Porównanie nowych technologii usuwania azotu ze ścieków do konwencjonalnej metody nitryfikacji i denitryfikacji (wg: Jetten i wsp., 2002)

System	Metoda konwencjonalna	SHARON	Anammox	CANON
Liczba reaktorów	2	1	1	i
Podłoże	ścieki	ścieki	NH4^+ + NO?	ścieki
Usuwanie N	NO?". NO3 N2	NH4' i NO?"	no3 'n2	NO3^- i N?
Warunki hodowli	tlenowe i beztlenowe	tlenowe	beztlenowe	limitacja O2
Wymagania 02	duże	małe	brak	matę
Korekta pH	tak	nie	nie	nie
Zatrzymywanie biomasy bakterii	nie	nie	tak	tak
Wymagane CZT	tak	nie	nic	nie
Produkcja osadu	duża	mata	mata	mata
Tabela 4.6. Tempo konwersji azotu w g N/l doba		^1 w hodowlach bakteni
chemolitotroficznych prowadzonych w różnego typu bioreaktorach
Proces	Typ reaktora		Tempo konwersji N-catkowitego
Anammox	FBR		4,8
Anammox	SBR		7,0
Anammox	gas-lift reactor		8,9
Nitryfikacja^b	BAS		5.0
CANON	SBR		0.07
CANON	gas-lift reactor		1.5
SHARON	CSTR ->	SBR	1,0
Nitryfikacja-denitryfikacja BAS			3.75

_r ^ea*^t0rV stosowane do hodowli mikroorganizmów złoże fluidalne FBR (fluidized bed reactor): system sekwencyjnych statycznych bio-^aktorów ~ S3R (sequencing bateń reaclor). reaktory mieszane mieszadłem CSTR (cominuous stirred tank reactor). zloze rotacyjne -^L C (rotating óological contactor); złoże z wynoszonym biofilmem - BAS (biofilm airlift system), b - tylko utlenianie amonu bez usuwania **** » ścieków. '

7!